锂离子电池非水电解液的研究

分析了锂离子电池的非水有机电解液与电极的相互作用原理;综述了近几年有机电解液的导电锂盐、有机溶剂和添加剂几个方面的研究进展。

锂离子电池非水电解质锂盐的研究进展

新型电解质锂盐主要包括含螯合硼阴离子、螯合磷阴离子、全氟膦阴离子、烷基磺酸阴离子、全氟烷基、亚胺基的有机锂盐及有机铝酸锂盐。本文综述了近年来在新型电解质锂盐研究与探索方面的成果,介绍了锂离子电池电解质锂盐的合成方法、组成与结构、化学和电化学性能及其与结构的关系,并阐述今后电解质锂盐研究的可能发展方向及研究方法。新型电解质锂盐主要包括含螯合硼阴离子、螯合磷阴离子、全氟膦阴离子、烷基磺酸阴离子、全氟烷基、亚胺基的有机锂盐及有机铝酸锂盐。本文综述了近年来在新型电解质锂盐研究与探索方面的成果,介绍了锂离子电池电解质锂盐的合成方法、组成与结构、化学和电化学性能及其与结构的关系,并阐述今后电解质锂盐研究的可能发展方向及研究方法。

非水电解质浓溶液的热力学研究——HCl-CH_3OH体系的汽液平衡

本文提出了计算挥发性强电解质非水浓溶液汽液平衡的方法,并通过与实测HCl-CH_3OH体系数据的比较加以验证.HCl和CH_3OH在298.15K下的活度系数可用Pitzer和李以圭缔合模型关联到HCl浓度达8mol/kg.在建立模型参数及HCl在CH_3OH中亨利常数的温度关系后,预测101.3kPa下约340K时的汽液平衡关系,结果与本文实测之平衡温度和汽相摩尔分率的平均偏差分别为0.73K和0.0014.

锂离子电池非水电解质中的Li^+迁移特性

电解质是锂离子电池的重要组成部分之一,其中Li+的迁移特性对电池性能具有显著影响。本文综述了用于锂离子电池的凝胶、聚合物和非水液态电解质中Li+迁移特性的研究进展,分析了影响Li+迁移的主要因素,并提出了进一步的研究重点和新的研究方法。

用于电解抛光的非水电解液的研究

介绍了用非水电解液进行电解抛光的原理和试验结果,分析了试验参数对抛光表面质量的影响。

偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪的研制

目的研制一种偏二甲肼电化学气体检测仪,以解决偏二甲肼电化学气体检测仪使用寿命短,适用温度范围窄的弊病。方法采用蒸汽压和冰点较低、沸点较高的烷酮类有机物作为溶剂,可溶性导电性盐作为溶质组成非水电解液,贵金属一体化扩散电极作为工作电极、对电极和参考电极,气体扩散电极采用喷涂法自制,以控制电位电解型气体传感器为核心研制偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪。结果对研制的偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪的测试结果表明,检测仪的使用寿命达到2年以上,各项性能指标基本满足技术指标要求,响应时间尚待改进。结论偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪可用于偏二甲肼的泄漏检测。

非水电解液中LiPF_6的光化学不稳定性

使用尖晶石LiMn2O4作为锂离子电池正极材料,采用恒电流充放电和粉末微电极的循环伏安方法对比研究了LiPF6的光化学不稳定性及其对电解液性能的影响。结果表明:在光催化作用下,LiPF6分解产生的杂质在较低的电位条件下参与电极反应,诱发电解液组分的氧化分解,是破坏电解液性能的重要原因。在此基础上选择使用了一种能够吸附电解液中质子酸的沸石预处理剂,证实了在LiPF6电解液中质子酸含量的升高是影响电解液性能的重要因素。

锂离子电池非水电解液的研究

非水电解液至今仍然是锂离子电池最常用的，也是生产工艺最成熟的电解液体系。以Li或LiCx为电极的非水电解液锂离子电池，在循环中电极表面将形成固液界面（SolidElectrolyteInterface，DEI）膜，也叫钝化膜（passivatinglayer）。它对电池的循环寿命、可逆比容量、电池储存性能等都有至关重要的意义。SEI主要是在前3个循环中（尤其是第1个循环），由非水溶剂、导电盐阴离子、杂质分子还原分解产生的不溶物沉积而成。

二氟草酸硼酸钠作为钠离子电池非水电解液添加剂的电化学性能

引入电解液添加剂是提升钠离子二次电池电化学性能的重要途径.本文制备了二氟草酸硼酸钠(NaDFOB),并作为NaClO_4/碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)(EC:PC体积比为1:1)非水电解液的添加剂,分别考察了其加入量对于电导率特性、电化学氧化分解电压的影响,以及应用于Na Ni0.5Mn0.5O2半电池的电化学性能.结果表明,Na DFOB作为添加剂时对于NaClO_4/EC/PC电解液电导率提升不明显,但显著提升了电解液的氧化分解电压;以添加0.025 mol·L^(-1)Na DFOB的电解液应用于Na Ni0.5Mn0.5O2半电池时,首周不可逆比容量由22 m Ah·g^(-1)下降到9 m Ah·g^(-1),同时0.2C倍率下循环200周容量保持率由44.4%提升到89.5%,平均每周容量衰减为0.06 m Ah·g^(-1).因此,Na DFOB可以作为钠离子电池非水电解液的一种有效添加剂.

非水电解质锂空气电池的开发与探索

由于锂空气电池有很高的理论能量密度,受到了研究人员的广泛关注。该种电池使用纯金属锂作为负极,正极为氧气,不需要在电极中储存,直接来自空气中。然而锂氧电池在实际应用中,仍然有许多的问题需要解决。诸如正极结构的设计、电解质组分的优选、以及充放电过程中电极的放电反应的研究等。综述了锂氧电池研究过程中面临的主要限制因素,并做了相应的阐述。

非水电解质电化学气体传感器

气体传感器系指感应气体中的特定组分和浓度,并将由此引起的物理、化学效应变换成可测信号的传感系统。近年来提出的非水电解质电化学气体传感器,在检测非电化学活性气体组分(如 CH_4、CO_2、NO_x 等)、提高灵敏度和增强多组分气体检测功能等方面,与传统的电解质水溶液电化学气体传感器比较,显示有特殊的潜在应用前景,是一类新型的气体传感器。本文拟就非水电解质电化学气体传感器的提出、发展及所涉及的问题作一介绍,并结合我们的工作进行必要的讨论。一、气体传感器概况现今使用的气体传感器大致分为三类:金属氧化物半导体气体传感器。

新型导电盐(三氟甲基磺酰)(三氟乙氧基磺酰)亚胺锂及其非水电解液的制备与性能

制备了一种新型含氟磺酰亚胺锂盐(三氟甲基磺酰)(三氟乙氧基磺酰)亚胺锂{Li[(CF3SO2)·(CF3CH2OSO2)N],Li[TFO-TFSI]}及其与碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)混合溶剂(3∶7,体积比)组成的非水电解液.采用核磁共振波谱(NMR)、红外光谱(IR)、质谱(MS)、元素分析(EA)和离子色谱(IC)等手段对合成锂盐Li[TFO-TFSI]进行了结构表征及纯度分析.通过差示量热扫描(DSC)和热重分析(TG)对Li[TFO-TFSI]及其电解液1.0 mol/L Li[TFO-TFSI]-EC/EMC(3∶7)的热学性质进行了表征.采用交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)、计时安培法及扫描电子显微镜(SEM)等对Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液的基础物化和电化学性质进行了表征.结果表明,Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液具有较好的电化学稳定性;在4.2 V(vs.Li/Li+)以下Al箔不发生腐蚀;室温下基于Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液的Li/人造石墨和人造石墨/LiCoO2电池均保持较好的循环性能,特别是人造石墨/LiCoO2锂离子电池循环100周后,其比容量保持率明显高于相应的基于LiPF6/碳酸酯电解液体系的电池.

锂离子电池非水电解液导电添加剂

从理论的角度分析了影响非水相锂离子电池电解液电导率的主要因素.论述了阳离子型、阴离子型和中性分子型等不同类型导电添加剂的研究进展、性能和作用机理,并提出了导电添加剂未来两个可能的发展方向.

非水电解质溶液的状态方程

以甲醇为溶剂的非水电解质溶液作为研究对象,构造出了能够准确描述非水电解质溶液热力学性质的状态方程。状态方程中包含2个可调节参数,在不改变可调节参数的情况下,该状态方程对于不同温度、浓度的非水电解质溶液的热力学性质保持着良好的预测能力;其中的亥姆霍斯自由能由微扰理论计算得到,并阐述了非水电解质溶液的蒸汽压、溶剂活度的求解过程。

非水电解液电镀铝的金属活化液

发明了一种适用于在非水电解液中电镀铝的金属表面预处理的活化液.该溶液的主要组成为:1)以一种脂肪醚、芳香醚或环醚(也可以是醚醇)或者它们的混合物作为溶剂;2)由盐酸、硫酸、甲酸、柠檬酸、硼酸及氟硼酸或它们的盐类中选择,其浓度为0.1～1.0 mol/L(最好为0.3～0.8 mol/L),或者是除硫酸和盐酸以外的上述酸的醚溶液,其质量分数应大于25%.欲镀铝的基体金属需在惰性气氛下进行活化处理.

非水系电解液在锂空气电池中的研究进展

近年来,随着绿色能源的兴起,锂空气电池以其高能量密度和绿色环保等特点,成为了研究热点。其中,采用非水电解液体系的锂空气电池的能量密度约为11 420 Wh/kg,几乎等同于汽油的能量密度,这使得锂空气电池在电动汽车等方面具有极大的应用潜力。本文从碳酸酯基电解液、醚基电解液、含硫类电解液、基于离子液体的电解液、电解质盐类五个方面详细介绍了非水系电解液在锂空气电池中的应用。为后续非水系电解液在锂空气电池中的研究提供帮助。

有机溶剂电解质在电化学冶金领域的应用

熔盐电解温度高、能耗大,水溶液电解易导致金属材料氢脆且不能用于活泼金属电解,采用室温非水电解质体系可以解决上述问题对比分析了离子液体、深共晶溶剂、有机溶剂等几种室温非水电解质的特点,重点介绍四氢呋喃-苯、碳酸乙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等分别与AlCl_(3),ZnCl_(2),LiNO_(3)等构成的有机溶剂电解质体系在Al,Mg,Nd,La,Zn等金属电沉积方面的研究成果分析电解和电池用电解质的异同点,总结了苯类、醚类、醇类、脂类、四氢呋喃、咪唑啉酮、卤代烃等多种溶剂与有机金属盐、无机盐等溶质,金属氢化物、无机盐等添加剂组成的有机溶剂电解质的性质和特点,介绍其离子结构,概括其在电沉积过程中相关的化学和电化学反应,分析镀层性能与电沉积参数的关系和存在的问题,为从事非水电解质电化学冶金与材料制备研究提供思路。