双草酸硼酸锂LiBOB电解质性能研究.ppt

双草酸硼酸锂（LiBOB）

电解质性能研究仇卫华1，刘兴江2，邢桃峰1，黄佳原，连芳11北京科技大学材料科学与工程学院，北京，1000832中国电子科技集团天津电源研究所，天津，3003812009-10-171引言化学电源锂离子电池存在的问题随着电子技术、能源、交通、国防等领域的高速发展，人们对高能量密度、长寿命、高安全性、廉价、环境友好的高性能化学电源的需求更加迫切起来。锂离子电池高的工作电压高、能量密度，长的循环寿命和小的自放电率等优点，成为目前所有电池产品中最有前途的体系之一。但锂离子电池被用作动力电源时还存在一定的问题，如大功率充放电性能有待提高，成本问题，安全性问题等。改进锂离子电池关键材料的性能！正极电解质负极有机溶剂锂盐碳酸酯类羧酸酯类醚类LiPF6EC+共溶剂锂离子电池电解液对水敏感，水解产物HF腐蚀电极制备条件苛刻，污染严重EC的熔点较高，低温性能不理想热稳定性差高温性能不理想需要寻找新型锂盐来替代LiPF6，以获取更好的电解液性能2341LiPF6和EC基电解液存在的问题新型锂盐双草酸硼酸锂-LiBOB很好的热稳定性，热分解温度较高可达300oC——增强了电池的安全性；不含有F元素，不会产生HF腐蚀电极材料及集流体，提高了电池的循环寿命，——降低了电池的成本；能够在碳负极表面形成较稳定的SEI膜，可以在纯PC溶剂中使用，——拓宽了电池使用温度范围；合成原料廉价易得，制备工艺简单，对环境友好。高温下电解液1mol·L-1LiPF6EC/EMC(1:1)与1mol·L-1LiBOBEC/EMC(1:1)在LiNiO2/C电池中的放电容量比较XuK,ZhangSS,JowTR,etal.ElectrochemicalandSolid-StateLetters,2002,5(1):A26~A29各种锂盐在PC中配制成1mol·L-1的电解液，在Li/C半电池中的充放电曲线JowTR,DingMS,XuK,etal.J.PowerSources,2003,119~121:343~348S.Wang,W.Qiuetal./ElectrochimicaActa52(2007)4907-4910LiBOB基电解液存在的问题LiBOB溶解度以及电导率都低于LiPF6，电池高倍率放电特性不好；有很强的吸湿性，空气和溶剂中的杂质会影响LiBOB基电解液的性能LiBOB+EC+共溶剂在同样的碳酸酯类溶剂体系中，LiBOB电解液的低温性能也不如LiPF61.寻找适合LiBOB盐的新溶剂体系;2.寻找LiBOB的稳定剂。▼S.Wang,W.Qiuetal./ElectrochimicaActa52(2007)4907-4910TheConductivitiesof0.7mol/lLiBOBEC/PC/DMC/EMCelectrolytesat20℃TheConductivitiesof0.7mol/lLiBOBEC/PC/DMC/EMCelectrolytesat60℃▼锂盐与水反应的热力学计算商品化锂盐LiPF6对水比较敏感，容易水解，在与大气的水或溶剂的残余水接触时，会发生如下反应。（式1）（式2）+??++++与LiPF6相似，新型锂盐LiBOB容易水解，水解反应式如下：反应的能量变化及吉布斯自由能变化（298.15K）（式3）+++?ΔE/kJ·mol-1ΔG/kJ·mol-1式(1)-2.424-0.470式(2)-65.444-28.688式(3)-112.783-62.952▼2.提高LiBOB在电解液中溶解度和电导率

表1在锂离子电池中常用的溶剂Boilingpoint/℃Freezingpoint/℃Flashingpoint/℃Dielectricconstantat25℃Viscosityat25℃(mPa-1s-1)EC24437143901.9(40℃)PC238-49128662.51DMC903183.10.59EMC108-55232.90.65DEC127-43252.80.75GBL204-44101421.72.1LiBOB在GBL基电