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我国虽然物产丰富,但人均占有能源不足。能源问题已是我们需要解决的重要问题之一。锂离子电池因其自身的好多优点而被能源化学,材料化学,化工领域备受关注。锂离子电池的重要组件为电解液,它在电池中起桥梁作用,即在电池中输送和传导锂离子的迁移。不仅如此,电解液的组成在很大程度上决定着电池的工作机制,并且影响着电池的诸多电化学性能。目前,商业上常用的电解质为六氟磷酸锂(LiPF6),它虽然大量用于锂离子电池中,但它仍然有很多缺点。如热稳定性低,易分解,并且分解产物使得电池的循环性能及安全性能严重下降。所以研发新型电解质锂盐是当今电池领域的研究热点。 本文采用改进的固相法制备出了电解质锂盐双草酸硼酸锂(化学式为 LiB(C2O4)2,简写为LiBOB),其方法比之前的更简单环保,且产品产率和纯度都很高。LiBOB作为一种新型锂盐,有很多优点。如高的稳定性,分解温度为302℃,最重要的是其可以与正负极有很好的相容性,而这一性质对锂离子电池的很多性能密切相关,并且决定着电池的性能,如循环性能。但其在应用中也存在着缺点,如在负极表面的成膜阻抗很大,造成电池的倍率性能不好,首次不可逆容量损失增大。 基于LiBOB的众多性质,对其复配电解液进行电化学性能的深入研究。首先,对含硫溶剂(环丁砜(SL)和亚硫酸二甲酯(DMS)作为混合溶剂体系而电解质锂盐分别为LiPF6与LiBOB进行研究。发现0.7 mol L-1 LiBOB-SL/DMC电解液具有很好的电化学性能,尤其是电解液与负极的相容性很好,形成了有效的固体电解质界面膜(SEI膜)。但此电解液的成膜阻抗很大,首次不可逆容量损耗很大。在实际使用中使得电池的倍率性能差,快速充放电性能差。 我们通过两种途径可以既发挥其优点又避免其缺点:1在LiPF6-SL/DMS中添加LiBOB来改善电解液性能,配制的新型电解液10 wt.%LiBOB+1 mol L-1 LiPF6-SL/DMS的阻抗降低了50%左右,电导率提升了30%左右;2用LiBOB-SL/DMS电解液在负极表面预成膜,发现其预成膜效果很好,运用成膜后负极片的电池配合LiPF6电解液体系展现出了很好的电化学性能。在SEM、CV等测试说明,预成膜达到了很好的效果,并且这层SEI膜在LiPF6体系的电解液中不被溶解仍能使电池性能优异。