磷酸铁锂快充电解液的设计.pdfVIP

中外能源

第3期SINO-GLOBALENERGY窑29窑

磷酸铁锂快充电解液的设计

何天贤袁刘文杰袁麦明珠袁戚金凤袁雷源春

(广州科技职业技术大学袁广东广州510550)

摘要锂离子电池被广泛应用于电子消费品尧动力电池和储能等领域遥在动力电池领域袁磷酸铁锂和三元锂是两种常用的

锂离子电池正极材料遥磷酸铁锂由于电子电导率和离子扩散系数低的缺点袁其快充性能一直不佳遥电解液作为锂离

子电池中离子传输的载体袁在电池正负极之间起着离子传导的作用袁也是磷酸铁锂电池获得快充能力的重要保证遥

在正负极材料尧隔膜材料选型的基础上袁基于电解液添加剂的机理分析袁优化电解液设计袁开发了一款性能良好的

磷酸铁锂/石墨电池快充电解液遥快充电解液以碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)作为溶剂(质量比为3颐7)袁以1M

的双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)为锂盐袁以2%碳酸亚乙烯酯(VC)尧1%硫酸乙烯酯(DTD)尧1%氟代碳酸乙烯酯(FEC)尧0.5%

三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)和0.5%丙烯酸卡必酯(EOEOEA)为添加剂遥在4C充电倍率条件下袁该电解液25益常温

循环寿命超过1500次袁45益高温循环也超过了1000次袁具有很好的实际应用价值遥

关键词磷酸铁锂快充性能电解液锂盐添加剂循环寿命

员前言的磷酸铁锂快充电解液遥

自从日本索尼公司在20世纪90年代初首次2实验方法

把锂离子电池商业化后袁锂离子电池便踏上了广阔2.1原料来源

的应用征程遥最初袁它只是应用于手机尧MP3尧平板磷酸铁锂(SH10P型袁湖南产)袁磷酸铁锂(S30尧T2

电脑等终端电子消费品曰随着市场规模的扩大和产型袁江苏产)曰石墨(QCG-X型袁上海产)袁石墨(BFC-

品性能的提升袁它逐渐被应用到其他领域袁如动力H21型尧BFC-H12型袁深圳产)曰聚丙烯(PP)/聚乙烯

电池和储能领域遥尤其是2008年特斯拉成立后袁锂(PE)隔膜(深圳产)曰基础电解液为含有2%碳酸亚乙

离子动力电池产业在全球迎来了一个快速发展时烯酯(VC)尧1%硫酸乙烯酯(DTD)尧1%氟代碳酸乙烯

[1耀5]

期遥目前在动力电池领域袁主要用作锂离子电池酯(FEC)以及0.5%三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)的

[6袁7]

正极材料的是磷酸铁锂(LiFePO)和三元锂材料遥

41mol/L双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)/EC+EMC(碳酸乙烯

磷酸铁锂是一种无机化合物袁属于正交晶系橄榄石酯+碳酸甲乙酯袁质量比为3颐7袁广州产)袁记为D曰A尧

型结构袁其理论比容量高达170mA窑h/g袁实际比容B尧C配方分别为在基础电解液D中加入0.5%丙烯

量可超过140mA窑h/g遥由于成本低廉尧循环性和稳酸卡必酯(EOEOEA)尧0.5%二氟磷酸锂(LiPOF)以及

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定性好尧安全性高等特点袁磷酸铁锂被广泛应用于0.5%二氟草酸硼酸锂(LiODFB)添加剂的电解液遥

动力电池及储能电池遥特别是比亚迪刀片电池结构2.2电池制备