聚二甲基硅氧烷基电解质添加剂提高锂离子电池低温性能

采用聚二甲基硅氧烷基电解质添加剂提高锂离子电池低温性能,论文基本信息,Hanbat National University,作者,Kwang Man Kim,目录,CONTENTS,01,研究背景,02,实验内容,03,实验结果与讨论,1. 研究背景 2. 实验内容 3. 实验结果与讨论,研究背景,应用,研究背景,在低温下，锂离子电池的性能可能非常低。因为传统锂离子电池的电解液系统是锂盐溶液溶解在碳酸酯溶剂中，低温下电解质溶液可能会冻结,研究背景,在液体电解质中使用添加剂已被证实是提高锂离子电池性能的一种有效途径，此类添加剂可以使电池延长循环寿命和提高电池性能。 比如基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的添加剂的电解液，具有很高的热稳定性和化学稳定性，可使其在较宽的温度范围内使用,研究背景,本文研究了三种PDMS衍生的化合物，聚二甲基硅氧烷-共-（ 硅氧烷-丙烯酸酯）（PDMS-A），聚（二甲基硅氧烷-共-苯基硅氧烷）（PDMS-P）和聚二甲基硅氧烷-共-（硅氧烷-环氧乙烷）（PDMS-EO）。1M LiPF6/EC-PC-DEC-EMC-VC-氟碳化乙烯(FEC)和1M LiPF6/EC-DMC为电解质，以及LiCoO2|聚乙烯隔板|石墨组成的传统锂离子电池为试验载体，在-20 的低温下进行试验,化学结构图,1. 研究背景 2. 实验内容 3. 实验结果与讨论,实验内容,A)：1 M LiPF6溶于EC/PC/EMC/DEC/VC/FEC(体积比为20:5:55:20:2:5） (B)：1 M LiPF6溶于EC/DMC(按体积比为 1:1) 添加剂PDMS-A仅用于液体电解质(A)，而其他添加剂PDMS-P和PDMS-EO则用于液体电解质(B)。 采用线性扫频伏安法测量了有添加剂和无添加剂的液体电解质的电化学稳定性(PDMS-A为05 wt.%，PDMS-P和PDMS-EO为5 wt.%）。 在 -2080 的温度范围内，用复合阻抗光谱仪检测了含有不同量添加剂的电解质的离子电导率,实验内容,在充满Ar的手套箱中制作硬币型(2032)全电池，研究添加剂对传统锂离子电池(LiCoO2|聚乙烯隔板|石墨)在室温和 -20 下性能的影响。 在 0.1 - 2.0 C 速率和恒定电流模式下，进行锂离子电池的充放电循环测试。 在 -20 下放电，使用配备有能量色散X射线光谱仪的场发射扫描电子显微镜(Hitachi S-4800)，观察石墨阳极在初始化后的表面形态,1. 研究背景 2. 实验内容 3. 实验结果与讨论,实验结果与讨论,伏安特性曲线图,实验结果与讨论,离子电导率随温度变化曲线图,实验结果与讨论,不同浓度的PDMS-A添加到液体电解质（A）中的放电循环测试图,实验结果与讨论,石墨阳极在-20C下初始放电后的表面图像和元素分析结果,实验结果与讨论,循环寿命测试结果图,室温循环在0.1 C 速率下充电,0.5 C 速率下放电。 低温循环在0.1 C 速率 ( 25 )下充电,0.1 C 速率( -20 )下放电,实验结果与讨论,PDMS-P和PDMS-EO添加到液态电解液(B)中的放电循环测试图,实验结果与讨论,锂离子电池在 -20 下初始放电后的电化学阻抗谱图,实验结果与讨论,证明了液态电解质体系和PDMS基添加剂的浓度是决定电池低温性能的一个重要因素。 .添加剂的使用提高了锂离子电池在低温下的容量保持率（循环性）和倍率性能。 .在液体电解液(A)中，1 wt.% 的PDMS-A被确定为低温下高倍率性能的最佳电解液添加剂,Thank you