1,2-二(氰氨基)-3-羰基-4-环戊烯-4,5-二醇锂硼盐系统电解质的合成及功能研究.pdf

摘要 摘要 二次锂离子电池作为一种环保、节约的新型能源，自问世以来一直倍受关注。 随着社会的发展，人们的需求越来越多，然而各种资源短缺及能源匮乏，迫使人 们去寻找能够满足自身发展的新型能源。二次锂离子电池与其它二次电池(如镍 ．氢、镍铬电池)相比，具有质量轻、工作电压高、自放电小、无记忆效应、循 环寿命长、对环境污染小等优势，这便使它的应用前景更加广阔。因此，二次锂 离子电池的快速、全面发展已经成为不可逆转的趋势，电化学研究者对于锂离子 电池的研究也是层出不穷，尤其是最近几年中，报道出许多新型的二次锂离子电 池材料。合成新型的电解质锂盐，也是锂离子电池创新的一个重要方向。作为锂 离子电池中不可或缺的材料之一，电解质承载了锂离子在正、负电极间的传输工 作，它的性能的优劣直接关系到锂离子电池的各项性能。所以，研制出具有高的 电导率、良好的电化学及热力学稳定性、而且安全无毒的锂离子电池电解质，是 开发新型锂离子电池最有效的途径之一。 本论文的主要工作，就是合成了三种含有克酮酸衍生物的锂硼盐，并对其性 能进行了实验性的研究。此三种锂硼盐中的阴离子，均是以B为中心的大的螯 合体系，形成了大的共轭结构，有利于阴离子的稳定，而且其中引入了强的吸电 子基—-NCN，更加使中心离子上的负电荷得到分散，增强了阴离子的稳定性， 增大了锂硼盐在有机溶剂中的溶解度。Li+与此类阴离子结合后，更容易以离子 的状态在电解液中存在，从而提高了锂硼盐的电导率。 在本论文中，研究工作主要分四步展开：首先，合成了三种含克酮酸衍生物 的锂盐一l，2．二(氰氨基)一3．羰基-4．环戊烯4，5．二醇一二氟螯合锂硼盐 盐(PFLNBC)，并通过红外光谱(瓜)、元素分析、电感耦合等离子体发射光谱 (ICP)等方法对它们的结构分别进行了表征，其结果与目标产物基本一致。其 次，分别对其热力学性质及电化学性质进行了测试，并做了初步分析。热力学性 质主要是从其热稳定性、在混合有机溶剂中的溶解性来探究，电化学性质主要从 其在有机溶剂中的电导率、氧化电位来探究。第三，根据测试数据，比较它们的 l，2．二(氰氨基)．3．羰基-4．环戊烯-4，5．二醇锂硼盐系列电解质的合成及性能研究 各项性能的优劣，得出结论，从而进一步认识该类锂硼盐的性能与其结构的 关系。最后，对本文的不足之处做了分析，对锂离子电池电解质未来的发展趋势 做了展望。 测试结果表明，本文成功合成了三种新型锂盐，并且它们具有较强的热力学 稳定性及电化学稳定性，在几种混合有机溶剂中的溶解性较好，电导率较高，可 以为该系列锂硼盐的在二次锂离子电池中的实用性作进一步研究。 关键词：锂离子电池；电解质；锂硼盐；克酮酸衍生物 II Abstract Asanew ofenvironmentaland lithium— type protectionsavingenergy,the ion baRefiesattractmuchattentionsincetheir secondary appearance．People’S needsbecomemoreandmorewiththe ofthe becaus society,and development ethevariousresources and havetoseekrene energypoverty,people shortages w-able whatCanmeettheir thelithiumi- energies develop