不同无机添加剂预制SEI膜的性能研究

以PVDF-HFP为基质,在铜箔上预制SEI膜,实现金属锂负极安全、稳定的工作。将不同种类和比例的无机添加剂混入基质中,通过对预制SEI膜进行扫描电镜、热重、拉伸、离子电导率等测试,研究了添加剂对预制SEI膜形貌、组成、强度等性能的影响。此外,以涂覆不同添加剂预制SEI膜的铜箔为正极,金属锂片为负极,制备扣式电池,研究了添加剂对预制SEI膜循环性能的影响。结果显示,添加纳米碳化硅晶须时,循环性能最优,较无添加时提升24.7%。添加不同类型的无机添加剂后,PVDF-HFP基质的晶粒尺寸、联结强度和孔结构等发生变化,从而影响基质的强度和离子电导率,基质的热稳定性也有不同程度的降低。

不同基体对金属锂负极性能的影响

对不同基体及其上预制SEI膜后制备的扣式电池进行循环伏安、交流阻抗等电化学性能测试,以及对不同基体材料进行扫描电镜、亲锂性能等测试。结果显示,以不同材料为基体时,基体表面的粒子形貌对其上预制SEI膜和沉积金属锂的一次晶粒的形貌具有一定的诱导作用,从而影响其上预制SEI膜和沉积的金属锂的形貌,使不同基体上预制SEI膜的扣式电池的沉积/脱出锂的循环性能差异显著。当以涂炭铜箔为基体时,预制SEI膜的扣式电池的库伦效率高于99.0%,稳定循环次数高达820次,性能最优。