<ruby id="tpoi6"><table id="tpoi6"></table></ruby>
    <b id="tpoi6"></b>

      1. <p id="tpoi6"></p>
        1. <source id="tpoi6"><menuitem id="tpoi6"></menuitem></source>
          您現在的位置: 宜春市礦業有限責任公司 >> 新聞中心 >> 行業動態 >> 正文

          高比能電池曙光:層狀富鋰材料的自放電機理以及抑制措施

           來源:本站原創 作者:yclkzyw 發表日期:2016/9/10

            【點擊返回】 發布時間:2016-7-12

           

            鈷酸鋰材料,是目前技術最為成熟,應用最為廣泛的正極材料,但是鈷酸鋰的實際可以使用的容量僅僅只有140mAh/g,嚴重影響了鋰離子電池能量密度的提升。層狀的富鋰材料,其比容量可以達到300mAh/g以上(充電電壓為4.8V),是一種十分有希望的下一代鋰離子電池正極材料。

            但是在富鋰材料面前還有一道難以逾越的鴻溝:為了發揮富鋰錳材料的高容量,需要將電池電壓提高到4.5V以上,在如此高的電壓下,鋰離子電池的電解液會發生氧化,從而影響材料的循環穩定性。同時,層狀富鋰材料在儲存的過程中還會發生嚴重的自放電。由于自放電過程中,電解液與富鋰材料之間會發生電化學反應,從而影響鋰離子電池的循環性能。

           

            富鋰材料自放電過程的主要作用機理為在高電壓下,材料中的過渡金屬以高價態存在,例如Co4+,Ni4+,Mn4+,特別是在材料顆粒表面的高價態金屬離子,容易被電解液還原為低價態的Ni2+或Ni3+, Co3+ 和Mn3+,這導致電池的電壓從4.2V下降到3.0V,同時還會造成電解液分解,而在這個過程中電解液分解產生的HF會造成材料的結構的進一步破壞——部分過渡金屬溶解到電解液中,使得材料內的結構改變,體積膨脹,從而使得材料顆粒之間,材料與集流體之間的接觸變差,這會最終導致電池電壓下降。

           

            改善層狀富鋰材料的自放電的研究主要集中在材料表面包覆和電解液添加劑兩個方面。

            表面包覆是一種十分有效的提高材料循環穩定性的方法,利用Al2O3、MgO、AlPO4等材料對材料表面進行包覆,達到隔離電解液與電極材料的目的,從而降低電解液與材料之間的反應。但是這種方法會降低富鋰材料的比容量,并不是一種十分理想的方法。

            相比于富鋰材料表面包覆,電解液添加劑是一種更加有效,更加經濟的方法。目前較為成熟的富鋰材料穩定添加劑,4 -(三氟甲基)- 1,3-二氧戊環-2-one(TFM-EC),三(六氟異丙基)磷酸酯(HFIP),3—己基噻吩,LiDFOB ,三(三甲基硅基)磷酸酯(TMSP),三(三甲基硅基)硼酸(TMSB)。

            

            研究表明一種叫做硼酸三甲酯(TMB)的物質能夠顯著的提升層狀富鋰材料的循環穩定性,其作用機理主要是在正極材料表面形成一層正極界面膜,這層界面膜不僅不會抑制鋰離子的擴散,還能夠起到保護正極晶體結構的作用。界面膜的存在避免了材料顆粒與電解液直接接觸,從而起到保護正極結構的作用。其中的硼元素一方面在界面膜中起著與F離子相互作用的責任,避免LiF的形成,另一方面還能夠提升界面膜的離子電導率,從而提升材料的倍率性能。

           

            TMB的氧化發生在3.79V附近,這個電壓低于電解液的分解電壓,計算顯示TMB的HOMO值要高于電解液溶劑DEC、EC、EMC等,這使得TMB能夠先于電解液溶劑發生氧化,因此保證了在正極氧化成膜的過程中,不會受到電解液分解的影響,從而形成更加純凈的正極界面膜,起到了更好的隔離材料與電解液的作用。實驗表明僅需要在電解液中添加質量分數為2%的TMB就能夠起到很好的抑制層狀富鋰材料自放電過程的作用。

            信息來源:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzNTE0MDY5Ng==&mid=2247483800&idx=1&sn=79b81172710f22c441f08222fcfc759f&scene=23&srcid=0709GjJWlp92ec6l8IrOjbCn#rd

          [責任編輯:yclkzyw] 
          91色在线 | 国产|亚洲色小说|亚洲色烈音影先锋|国产婷婷在线精品综合