摘要 | 第1-5页 |
ABSTRACT | 第5-12页 |
第一章 文献综述 | 第12-39页 |
1.1 引言 | 第12-13页 |
1.2 锂离子二次电池的原理及特性 | 第13-15页 |
1.2.1 锂离子二次电池的原理 | 第13-14页 |
1.2.2 锂离子二次电池的特性 | 第14-15页 |
1.3 锂电池电解液的研究进展 | 第15-37页 |
1.3.1 电解液应满足的要求 | 第16页 |
1.3.2 有机溶剂 | 第16-18页 |
1.3.3 电解质锂盐 | 第18-21页 |
1.3.3.1 电解质锂盐的化学和电化学概述 | 第18-19页 |
1.3.3.2 LiTFSI类锂盐 | 第19-20页 |
1.3.3.3 硼酸锂类锂盐 | 第20页 |
1.3.3.4 磷酸锂盐配合物或其它聚合物锂盐 | 第20-21页 |
1.3.4 电解液的低温电导率 | 第21-23页 |
1.3.5 电解液与正极的界面反应 | 第23-24页 |
1.3.6 影响电解液与负极界面反应的因素 | 第24-28页 |
1.3.6.1 电解质锂盐 | 第25-26页 |
1.3.6.2 EC基混合溶剂 | 第26页 |
1.3.6.3 PC基混合溶剂 | 第26-27页 |
1.3.6.4 预成膜处理 | 第27-28页 |
1.3.7 SEI膜形成促进添加剂 | 第28-32页 |
1.3.7.1 无机添加剂 | 第28-29页 |
1.3.7.2 有机添加剂 | 第29-31页 |
1.3.7.3 质子溶剂杂质 | 第31-32页 |
1.3.8 电解液的过充保护添加剂 | 第32-33页 |
1.3.9 电解液的阻燃添加剂 | 第33-35页 |
1.3.9.1 磷系阻燃剂 | 第33-34页 |
1.3.9.2 卤系阻燃剂 | 第34-35页 |
1.3.9.3 复合阻燃剂 | 第35页 |
1.3.10 电解液的热行为 | 第35-37页 |
1.3.10.1 电解液的热稳定性 | 第35-36页 |
1.3.10.2 高温下电解液与充电态正负极的反应 | 第36-37页 |
1.4 锂离子电池电解液存在的问题及本课题的内容与目的 | 第37-39页 |
第二章 碳酸酯的提纯及电解液中水的行为 | 第39-64页 |
2.1 引言 | 第39页 |
2.2 实验 | 第39-45页 |
2.2.1 碳酸酯的提纯 | 第39-41页 |
2.2.2 微量水份的测定 | 第41-42页 |
2.2.3 电解液的制备 | 第42页 |
2.2.4 锂化分子筛的制备与离子交换分析 | 第42-43页 |
2.2.5 模拟电池的制作 | 第43-44页 |
2.2.6 DSC与FTIR分析 | 第44页 |
2.2.7 循环伏安测试 | 第44-45页 |
2.3 结果与讨论 | 第45-62页 |
2.3.1 脱水原理 | 第45-47页 |
2.3.1.1 五氧化二磷的脱水原理 | 第45页 |
2.3.1.2 分子筛的脱水原理 | 第45-47页 |
2.3.2 卡尔费休法原理 | 第47-48页 |
2.3.3 碳酸酯的提纯 | 第48-52页 |
2.3.3.1 普通分子筛 | 第48-49页 |
2.3.3.2 锂化分子筛 | 第49-52页 |
2.3.4 碳酸酯的连续提纯 | 第52-58页 |
2.3.5 电解液中水的行为 | 第58-62页 |
2.3.5.1 LiPF_6电解液的水解 | 第58-59页 |
2.3.5.2 电解液的热稳定性 | 第59-60页 |
2.3.5.3 电解液的还原分解 | 第60-62页 |
2.4 本章小结 | 第62-64页 |
第三章 电解液中GBL、VC和Li_2CO_3的电化学行为 | 第64-97页 |
3.1 引言 | 第64-65页 |
3.2 实验部分 | 第65-68页 |
3.2.1 仪器和试剂 | 第65页 |
3.2.2 电解液与软包装锂离子电池的制备 | 第65页 |
3.2.3 电解液性能的表征 | 第65-66页 |
3.2.4 软包装锂离子电池性能的测定 | 第66-67页 |
3.2.5 交流阻抗的测量 | 第67-68页 |
3.2.6 电解液中碳电极TAFEL极化的测量 | 第68页 |
3.3 结果与讨论 | 第68-95页 |
3.3.1 电解液/碳电极界面过程的交流阻抗研究 | 第68-74页 |
3.3.1.1 交流阻抗法 | 第68-69页 |
3.3.1.2 碳电极表面经历的物理化学过程 | 第69页 |
3.3.1.3 碳电极交流阻抗谱与等效电路图 | 第69-71页 |
3.3.1.4 碳电极等效电路的合理性验证 | 第71-74页 |
3.3.2 碳电极交换电流密度的测量原理 | 第74-76页 |
3.3.3 电解液中添加剂的电化学行为 | 第76-85页 |
3.3.3.1 GBL的电化学行为 | 第76-78页 |
3.3.3.2 VC的电化学行为 | 第78-80页 |
3.3.3.3 Li_2CO_3的电化学行为 | 第80-83页 |
3.3.3.4 VC-Li_2CO_3的电化学行为 | 第83-85页 |
3.3.4 软包装锂离子电池的电化学特性 | 第85-89页 |
3.3.4.1 VC和Li_2CO_3对电池充放电性能的影响 | 第85-87页 |
3.3.4.2 电池的低温放电特性 | 第87-88页 |
3.3.4.3 电池的厚度特性 | 第88-89页 |
3.3.5 VC和LI_2CO_3对SEI膜的影响 | 第89-93页 |
3.3.5.1 VC添加剂 | 第89-91页 |
3.3.5.2 Li_2CO_3添加剂 | 第91-93页 |
3.3.6 GBL、VC和LI_2CO_3对碳电极嵌锂动力学的影响 | 第93-94页 |
3.3.7 本研究与前人研究结果的比较 | 第94-95页 |
3.4 本章小结 | 第95-97页 |
第四章 含芳环结构的电解液过充保护添加剂的行为 | 第97-119页 |
4.1 引言 | 第97-98页 |
4.2 实验部分 | 第98-100页 |
4.2.1 样品的制备 | 第98页 |
4.2.2 过充保护添加剂电化学性能的测试 | 第98页 |
4.2.3 LI/LICoO_2电池的过充实验 | 第98-99页 |
4.2.4 锂离子电池的性能测试 | 第99-100页 |
4.2.7 SEM分析 | 第100页 |
4.3 结果与讨论 | 第100-117页 |
4.3.1 联苯的过充保护作用原理 | 第100-101页 |
4.3.2 过充保护添加剂的电化学行为 | 第101-106页 |
4.3.2.1 氧化电势与锂循环效率 | 第101-104页 |
4.3.2.2 Li/LiCoO_2模拟电池的过充性能 | 第104-105页 |
4.3.2.3 C/LiCoO_2电池的循环性能 | 第105-106页 |
4.3.3 环己基苯对C/LICoO_2电池性能的影响 | 第106-116页 |
4.3.3.1 环己基苯对电池的过充电保护作用 | 第106-110页 |
4.3.3.2 环己基苯与Li_xCoO_2过充机理的关系 | 第110-112页 |
4.3.3.3 环己基苯浓度对电池性能的影响 | 第112-115页 |
4.3.3.4 VC-Li_2CO_3对电解液性能的改善 | 第115-116页 |
4.3.4 过充保护添加剂对碳电极嵌锂动力学的影响 | 第116-117页 |
4.4 本章小结 | 第117-119页 |
第五章 电解液阻燃添加剂磷酸三甲酯的行为 | 第119-141页 |
5.1 引言 | 第119-120页 |
5.2 实验 | 第120-121页 |
5.2.1 主要试剂和仪器 | 第120页 |
5.2.2 电解液与实验电池的制备 | 第120页 |
5.2.3 可燃性测试 | 第120-121页 |
5.2.4 电化学性能检测 | 第121页 |
5.2.5 方形锂离子电池的穿刺实验 | 第121页 |
5.3 结果与讨论 | 第121-139页 |
5.3.1 TMP的电化学稳定性 | 第121-122页 |
5.3.2 TMP基电解液的抗燃性能 | 第122-126页 |
5.3.3 TMP基电解液的电化学行为 | 第126-131页 |
5.3.3.1 TMP基电解液的电化学性能 | 第126-128页 |
5.3.3.2 非可燃电解液对Li/C电池性能的影响 | 第128-130页 |
5.3.3.3 非可燃电解液对Li/LiCoO_2电池性能的影响 | 第130-131页 |
5.3.4 VC-LI_2CO_3对非可燃电解液性能的影响 | 第131-136页 |
5.3.4.1 Li/C电池的充放电性能 | 第131-133页 |
5.3.4.2 Li/LiCoO_2电池的充放电性能 | 第133-134页 |
5.3.4.3 C/LiCoO_2电池的充放电性能 | 第134-136页 |
5.3.5 TMP在碳电极的还原分解机理 | 第136页 |
5.3.6 本研究与前人工作的比较 | 第136-138页 |
5.3.7 碳电极在非可燃电解液中的嵌锂动力学分析 | 第138-139页 |
5.4 本章小结 | 第139-141页 |
第六章 电解液的热行为 | 第141-160页 |
6.1 引言 | 第141页 |
6.2 实验部分 | 第141-144页 |
6.2.1 试剂 | 第141-142页 |
6.2.2 样品的制备 | 第142-143页 |
6.2.3 DSC和XRD分析 | 第143页 |
6.2.4 电池热稳定性的测量 | 第143-144页 |
6.3 结果分析与讨论 | 第144-158页 |
6.3.1 材料的DSC分析 | 第144-146页 |
6.3.2 高温下电解液与LI_(0.5)CoO_2电极的反应 | 第146-148页 |
6.3.3 高温下电解液与LIC_6电极的反应 | 第148-150页 |
6.3.4 锂离子电池的热稳定性 | 第150-153页 |
6.3.4.1 电解液添加剂对电池热稳定性的影响 | 第150-151页 |
6.3.4.2 电解液对电池表面温度的影响 | 第151-153页 |
6.3.5 电池爆炸机理研究 | 第153-158页 |
6.3.5.1 电池爆炸模型 | 第153-154页 |
6.3.5.2 电解液与Li_(0.5)CoO_2的热反应机理 | 第154-157页 |
6.3.5.3 电解液与LiC_6的热反应机理 | 第157-158页 |
6.3.5.4 电池爆炸机理 | 第158页 |
6.4 本章小结 | 第158-160页 |
第七章 总结 | 第160-164页 |
参考文献 | 第164-183页 |
附录 | 第183-184页 |
致谢 | 第184页 |