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。

双氟磺酰亚胺锂添加量对电解液性能的影响

添加双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)可以改善电解液的导电性和稳定性,但是会腐蚀铝箔。调整电解液中LiFSI和六氟磷锂(LiPF_(6))的比例,研究LiFSI添加量对铝箔腐蚀和电池性能的影响。CV测试结果表明,随着LiFSI添加量的增加,电解液对铝箔的腐蚀效果增强,LiFSI质量分数为12.5%时,铝箔在25℃、45℃下,分别于3.5 V左右、3.8 V左右开始发生腐蚀。循环性能测试结果表明,当LiFSI质量分数为6.0%、LiPF_(6)质量分数为6.5%时,磷酸铁锂锂离子电池在2.50~3.65 V以0.5 C充电、1.0 C放电,25℃下循环3500次的容量保持率为99.5%。

双(氟磺酰)亚胺锂对LiPF_(6)电解液热稳定性的影响及作用机制

六氟磷酸锂(LiPF_(6))是商业化锂离子电池电解液的主导电盐,但LiPF_(6)电解液热稳定性差的问题严重制约了耐高温电池技术的发展。LiPF_(6)电解液中存在的微量氟化氢(HF)和质子性杂质是导致电解液分解的关键因素。通过在LiPF_(6)电解液中引入双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI),使用核磁共振技术(NMR)探究了在高温存储过程中LiFSI对LiPF_(6)电解液化学分解行为的影响。研究结果表明,高温85℃分别存储14、30、180 d后,在含LiFSI的电解液中只检测到极微量的LiPF_(6)分解产物,未分解的LiPF_6的摩尔百分含量高达99.1%、99%、99%。LiFSI可以清除电解液中残留的HF杂质,从而抑制LiPF_(6)的分解,最终显著改善LiPF_(6)电解液的高温稳定性。通过对含LiFSI的电解液进行加水存储实验进一步验证了LiFSI可以有效清除HF并抑制LiPF_(6)分解的能力。

混合盐电解液对锂离子电容器性能的影响

优化电解液配方可提高锂离子电容器的性能。以六氟磷酸锂(LiPF_(6))和离子导电性好、热稳定性高的双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)为溶质,碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)/碳酸甲乙酯(EMC)(体积比1∶1∶1)为溶剂,配制锂离子电容器电解液。调控LiTFSI的添加量,研究LiPF_(6)和LiTFSI混合盐电解液对镍钴锰酸锂(LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_(2))+活性炭(AC)/硬碳(HC)锂离子电容器性能的影响。通过循环伏安、线性伏安、交流阻抗和充放电等测试,比较各电解液体系中锂离子电容器的比容量、循环稳定性等性能。与LiPF_(6)电解液相比,LiTFSI的加入可提高电解液的导电性和电压窗口,改善器件的容量发挥和循环稳定性。当LiTFSI添加量为0.2 mol/L时,锂离子电容器的比能量和比功率最高,以5.0 C倍率在2.5~4.0 V循环5000次后,容量保持率达91.3%。

锂离子动力电池电解质六氟磷酸锂熟成工艺技术研究

针对LiPF_(6)粗产品不溶物含量较高的问题,以LiPF_(6)为研究对象,对在不同压力条件下采用高纯PF5气体对LiPF_(6)粗产品进行熟成处理的工艺技术进行了研究。考察了在不同压力条件下,LiPF_(6)粗产品中不溶物的变化情况。结果表明,在相同压力下,不溶物含量逐渐降低最后趋于某一特定值保持不变;在不同压力条件下,随着压力的增大,不溶物降低至100ppmw所需的时间逐渐减少。本研究成果为合理调节LiPF_(6)生产体系中的不溶物含量提供了理论依据。

LiPF_(6)基电解液应用于下一代二次电池的研究进展

LiPF6是当前商品锂离子电池电解液采用的主盐,具备技术、成本和市场规模等优势,但随着下一代二次电池对比能量、寿命、安全性等性能的更高需求,LiPF6热稳定性差、在固态电解质相界面膜的成膜过程中参与度低、与新型正负极材料匹配性不佳等缺点日益凸显,人们对其在未来电池产业中的发展提出质疑。本文基于对LiPF6基础物理化学性质的分析,综述了下一代高能量密度电池体系研究中对LiPF6基电解液进行的改性和优化研究,探讨了LiPF6基电解液在下一代二次电池应用中的前景。

10mmol/L LiPF_(6)电解液下锂硫空气电池阳极腐蚀及放电性能分析

为了提高锂硫空气电池阳极在3.5%NaCl电解质下的放电性能,通过在电解质中添加10 mmol/L LiPF_(6)的方式研究其腐蚀和放电性能。研究结果表明:当在3.5%NaCl溶液内加入10 mmol/L的LiPF_(6)之后,4 d后阳极腐蚀速率发生明显减小,由0.350 mg/(cm^(2)·h)减小到了0.024 mg/(cm^(2)·h),显著增强了阳极耐蚀能力。加入LiPF_(6)后,阳极达到了更高的腐蚀电位,其中阳极极化曲线斜率保持基本恒定。加入LiPF_(6)后获得了更小的阳极腐蚀电流密度,从44.26μA/cm^(2)下降到了20.08μA/cm^(2),显著增强了阳极耐蚀能力。加入LiPF_(6)能够明显提高放电电压,在电流密度为14 mA/cm^(2)的情况下放电电压由0.55 V增大至0.74 V,这表明LiPF_(6)能够显著增强电极放电活性,降低锂合金放电反应阶段的自腐蚀速率。加入LiPF_(6)之后,腐蚀表面主要形成Mg(OH)_(2),同时还有少部分Al(OH)_(3)与PbO_(2)生成。