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锂电池中LiBF4和LiODFB的协同效应研究

        目前,锂电池已经广泛应用于3C设备,新能源汽车领域,具有环境友好,无记忆效应等优点。但是,锂电池较窄的温度窗口限制了其在某些地区和领域的应用,目前,商用锂电池电解液的温度范围在 -20°C ~ 60°C,超过此温度范围,锂电池的容量将会大幅度降低。研究人员试图通过改善电解液中的溶剂及锂盐来拓展锂电池的工作温度。

近日,Zhang等人[1]研究了在25°C-20°C60°C时,以ECPCEMC为共溶剂,LiCoO2为正极,不同比例的LiBF4LiODFB共混盐对锂电池电化学性能的影响。研究结果表明,在25°C60°C时, LiCoO2/Li电池在纯的LiBF4电解液体系下,经过循环充放电后,电池容量有明显的衰退。随着加入LiODFB浓度的升高,电池的容量和循环性能有明显改善。在-20°C时,LiBF4及混合盐体系表现出较好的循环性能。不同比例共混锂盐的实验结果显示LiBF4/LiODFB8:2)的电解液体系在宽的温度范围内展现出良好的循环性能。电池内部阻抗实验显示,在25°C时,LiODFB浓度的增加不会引起阻抗的明显增加。但在-20°C时,LiODFB浓度的增加明显引起电池阻抗的增加。在60°C高温时,电池阻抗明显降低。研究人员还对LiCoO2电极表面的形态和组成进行了分析。上述实验结果表明,对于LiCoO2/Li电池,基于LiBF4/LiODFB8:2)的电解液体系展现了高的放电容量和良好的循环稳定性。

虽然上述混合锂盐的使用改善了锂电池的循环性能、放电容量,但未能有效改善锂电池的倍率性能。这可能是混合锂盐电解液体系将来需要解决的一个问题,另外,混合锂盐在高低温时的协同效应的电化学机理仍需进一步研究。

 参考文献:

[1] Zhang, L., Sun, Y., Zhou, Y. et al. Ionics (2018). DOI: 10.1007/s11581-018-2470-1.

 相关链接:LiODFB 

 本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑