电解液组成对锂离子电池电化学性能的影响

电解液组成对锂离子电池电化学性能的影响

２００６年１２月第２１卷第６期

咸阳师范学院学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉａｎｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｄｅｃ．２００６Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．６

材料物理与化学研究】【

电解液组成对锂离子电池电化学性能的影响

张君才，陈佑宁，耿薇

（咸阳师范学院化学系，陕西咸阳７１２０００）

摘

要：以ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４作为锂离子电池的正极材料，用电化学手段考察了其电池的电化

学性能与电解液组成的关系，研究发现混合电解液的放电容量的顺序为ＥＣ＋ＤＥＣ（１：１）＞ＥＣ＋

ＤＭＣ（１：１）＞ＥＣ＋ＤＥＣ（３：２）＞ＥＣ＋ＤＥＣ（２：３）＞ＥＣ＋ＰＣ（１：１），从而为ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４作为锂离子电

池的正极材料选择了较理想的混合电解液。

关键词：锂离子电池；ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４；电解液组成中图分类号：Ｏ６４６．５

文献标识码：

Ａ文章编号：１６７２－２９１４（２００６）０６－００２７－０４

锂离子电池因其具有较高的电位和高能量密度而得到广泛的实际应用［１－４］。为了使电池在容量、电位、可逆性、安全性等诸方面进行改良［５－６］，如今在以

ＬｉＭｎ２Ｏ４为代表的一般电极材料构造基本骨格的基

础上，新合成出了许多毒性较小，价格便宜的锂的复合氧化物［７－１０］，ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４就是其中的一种，其电位在５Ｖ附近。为此，我们选用以ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４为５Ｖ电池备选的正极活性物质，研究有机电解质溶液组成对电池电化学性能的影响。

１实验部分

１．１试剂和药品１．１．１溶剂

本研究所使用的有机溶剂的结构和物理化学特性如表１所示。碳酸乙烯酯（ＥＣ），碳酸丙烯酯（ＰＣ），碳酸二乙酯（ＤＥＣ），碳酸二甲酯（ＤＭＣ）。这些物质按一定的体积比混合，作为电解质溶剂来使用，这些有机溶剂都直接使用岸田化学的电池用溶剂。

１．１．２电解质盐

ＬｉＰＦ６（日本富山药品工业特级试剂），ＬｉＢＦ４（森

田化学特级试剂）。

８０：１０：１２混合，适量添加１－甲基－２－吡咯烷酮（ＮＭＰ，ＡＬＤＲＩＣＨ），在直径为１１ｍｍ的Ａｌ基板上（厚度０．２０ｍｍ）上涂以上混合物，于８０℃的温度下干燥１小时，１２０℃的温度下半减压干燥５个半小时，即为电极。１．３电解液的电化学稳定性

测定时把信号发生器［ＨＯＫＵＴＯＤＥＮＫＯ；ＨＢ－恒电位／电流装置［ＨＯＫＵＴＯＤＥＮＫＯ；ＨＡ－２０１］１０４］、

和ＸＹ记录器［ＹＯＫＯＧＡＷＡＥＬＥＣＴＲＩＣＷＯＲＫＳ；ＴＹＰＥ３０８６］组合使用。

用涂布好活性物质ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４的电极作试验电极，锂片作参比电极，不锈钢单面切锂网作对电极组合成三极式杯型电池（图１）。设定电压扫描范围为０．０￣６．５Ｖ，扫描速度为１０ｍＶ．ｓ－１时进行试验。

１．１．３活性物质（ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４）

所使用的化学试剂和药品是由田中化学研究所提供的。

１．２电极的制作方法

活性物质ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４［田中化学］、导电剂乙烯炭素材料（ＡＢ）和结着剂聚偏氟乙烯（ＰＶｄＦ）按质量比

１．４定电流充放电试验

测定时把定电流充放电调节器［ＴＯＹＯＳＹＳＴＥＭ；

ＴＯＳＣＡＴ－３１００Ｕ］和电脑［ＮＥＣ；ＰＣ－９８０１ＢＸ］组合使

收稿日期：２００６－１０－２３基金项目：咸阳师范学院科研基金项目（０４ＸＳＹＫ１０９）。作者简介：张君才（１９６３－），男，陕西岐山县人，咸阳师范学院化学系副教授，主要从事物理化学教学和电分析化学的研究。

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