文本描述
提纲
第一章、锂离子可逆充放电电池简介
第二章、富锂锰基正极材料动力电池成为焦点和靓点
第三章、富锂锰基动力电池电解液匹配技术的研究进展和应用现状
第四章、富锂锰基动力电池负极材料匹配技术研究进展和应用现状
第五章、本工作结论
第一章、锂离子可逆充放电电池简介
1、锂离子可逆充放电电池组成
2、锂离子可逆充放电电池工作原理
2、锂离子二次电池的工作原理
富锂锰基锂离子电池的工作原理
充电时,锂离子和电子从正极移动到负极,电能转化为化学能。
放电时相反:锂离子和电子从负极移动到正极,将化学能转化为电能。
Li2MnO3·LiMO2
C
第二章、富锂锰基动力电池成为焦点和靓点
1、富锂锰基正极材料家族介绍
2、 与磷酸铁锂相比富锂锰基动力电池的优势
1、富锂锰基正极材料家族介绍
富锂锰基正极材料家族是以Li2MnO3为基的复合材料
化学通式:Li2MnO3·LiMO2
M=Co,Ni,Fe or Ni0.5Mn0.5,……etc
层状
层状
+
=
层状
2、 与磷酸铁锂相比富锂锰基动力电池的优势
第三章、富锂锰基动力电池电解液匹配技术的研究进展和应用现状
1、 富锂锰基动力电池电解液的组成及重要性能
2、电解质常见缺陷和失效机制
3、对电解液性能改善的关键技术
正极材料
1、 富锂锰基动力电池电解液的组成及重要性能
添加剂
溶剂
锂盐
电解液组成
(1)电解液的组成
LiBF4:低温性能比较好,但是价格昂贵和溶解度比较低;
LiPF6:综合性能比较好,缺点是易吸水水解;
LiAsF6:综合性能比较好,但是毒性太大;
LiClO4:综合性能比较好,但是强氧化性导致安全性不高;
环状碳酸酯
链状碳酸酯
羧酸酯
1、 富锂锰基动力电池电解液的组成及重要性能
1)电导率高。要求电解液黏度低,锂盐溶解度和电离度高,Li+导电迁移数高;
2)稳定性好。物理稳定性好,要求电解液具备高的闪点、高的分解温度、低的电极反应活性,搁置无副反应、时间长等;化学稳定性好,界面稳定,具备较好的正负极材料表面成膜特性,能在前几周充放电过程中形成稳定的阻抗固体电解质中间相(solid electrolyte interphase,SEI膜);
3)电化学窗口宽。能够使电极表面钝化,从而在较宽的电压范围内工作;
(2)电解液的重要性能
2、电解液常见缺陷和失效机制
(1)过充反应
锂离子电池过度充电对正极材料造成永久性破坏;
电池内部过热,容易造成火灾或爆炸。
(2)受热反应
大部分电解液受热易分解,造成电池内部过热,且产生压强,容易造成的爆炸或燃烧。
3、对电解液性能改善的关键技术
采用添加剂!
常用电解液添加剂及其功能:
(1)控制电解液中酸和水含量的添加剂
(2)阻燃添加剂
(3)过充保护添加剂
(4)离子导电添加剂
(5)成膜添加剂
亚硫酸丙烯酯(PS)
无机纳米氧化物
联苯
磷酸三甲酯(TMP)
六甲基二硅烷(HMDS)
第四章、富锂锰基动力电池负极材料匹配技术研究进展和应用现状
炭材料具有与富锂锰基材料相似的层状结构,有利于锂离子的移动,其电化学性质稳定。因此,炭材料是富锂锰基正极材料动力电池应用最多的负极材料。