改善鋰電池性能的低電位溶劑電聚合方法

了解固態(tài)電解質(zhì)的形成機(jī)制是鋰電池未來發(fā)展前景的關(guān)鍵因素。通過循環(huán)伏安法、阻抗譜和計(jì)時(shí)電流法來研究動(dòng)力學(xué)在控制由碳酸亞丙酯還原產(chǎn)生的固態(tài)電解質(zhì)界面膜（SEI）的作用。研究結(jié)果表明，SEI的作用與自由基鏈碳酸亞丙酯通過電聚合作用轉(zhuǎn)化為聚合物單元的操作是一致的，其聚合物的形成在較低的起始速率下開始增加。試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，以緩慢起始速率通過欠電子元件下的單電子碳酸亞丙酯還原可以一直產(chǎn)生具有緊湊的、電絕緣的Li+導(dǎo)體的碳酸亞丙酯不可滲透的SEI。

試驗(yàn)在具有3種不同組成的電解質(zhì)溶液I、Ⅱ和Ⅲ的電化學(xué)電池中進(jìn)行。電解質(zhì)溶液I為1.00M LiCIO4，電解質(zhì)溶液Ⅱ?yàn)?.10M LiF+0.90M LiCIO4，電解質(zhì)溶液Ⅲ為0.01M LiF+0.99M LiCIO4。在Cu|電解質(zhì)|Li紐扣電池中進(jìn)行SEI層的研究，而在Li|電解質(zhì)|Li紐扣電池中研究Li0膜的沉積。其中，Li0膜（厚約0.38mm）是將圓盤電極（面積為1.6cm2）通過刮擦進(jìn)行拋光，用碳酸二甲酯沖洗并進(jìn)行沖壓制成的。將該電極安裝在透明的聚甲基丙烯酸甲酯分離器上，使其間隔L約為3.175mm。所有試驗(yàn)均在用氬氣吹掃的手套箱中進(jìn)行。使用Bio-Logic VSP恒電位儀進(jìn)行計(jì)時(shí)電流法（CA）、電化學(xué)阻抗譜（EIS）和循環(huán)伏安法（CV）的測(cè)量。使用ARBIN BT2000電池測(cè)試儀進(jìn)行電化學(xué)試驗(yàn)。EIS試驗(yàn)的頻率范圍為 100mHz～1MHz，調(diào)制信號(hào)幅度為5mV。使用Zview軟件分析電極阻抗數(shù)據(jù)。試驗(yàn)中的所有電位都是在工作條件下相對(duì)于Li+/Li0的。在90℃和真空條件下將高氯酸鋰和氟化鋰進(jìn)行24h干燥，然后溶解在碳酸丙二酯中。

刊名：Chemical Physics Letters（英）

刊期：2016年第661期

作者：Kasmaee L M et al

編譯：陳少帥