一种溶胶电解液

文档序号:31445733发布日期:2022-09-07 11:49阅读:154来源:国知局
一种溶胶电解液

1.本发明属于锂电池技术领域,尤其涉及一种溶胶电解液。


背景技术:

2.锂离子电池由于其极高的体积比能量和重量比能量以及良好的环保性能,被广泛使用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备中。传统的锂离子电池电解液分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。液态锂离子电池具有高的充放电速率和低温性能。但液态电解液易燃,以及在石墨负极上的枝晶沉积问题,会影响电池的安全性能。高浓度电解液可以在一定程度上解决锂离子电池的安全性问题,但大量锂盐的引入大大增加了电池的成本。凝胶电解液具有接近液体的高锂离子导率,但不能完全解决锂金属电池的枝晶问题且在实际电池制备过程中的复杂性,不利于大范围实际应用。聚合物电解质虽然可以提高电解质的阻燃性,但制备工艺复杂,容易造成环境污染。
3.传统的锂离子电池以“嵌入型”石墨为电池负极,其理论比容量仅有372mah g-1
。随着动力电池及电化学储能系统的兴起,传统石墨锂离子电池已经不能满足越来越高的容量需求。锂金属负极材料以其极低的还原电位(~-3.04v vs.标准氢电极)和极高的理论比容量(~3860mah g-1
)被认为是负极材料中的“圣杯”。但锂金属的沉积/溶出过程易产生锂枝晶,坚硬的锂枝晶会刺穿隔膜,使得电池发生短路,造成电池热失控和爆炸。电解液作为电池中的主要组成部分,影响锂离子在电化学过程中的传输以及锂离子在锂金属负极中的沉积行为或者在石墨负极中的嵌入脱嵌机制。
4.因此,针对传统的锂离子电池和以金属锂为负极的锂金属电池、锂硫电池和锂空气电池等新型储能器件,开发新型电解质是非常有必要的。


技术实现要素:

5.本发明的目的是提供一种溶胶电解液,具有更高的电压稳定性和更高的离子导率及锂离子迁移速率,可在锂金属表面形成致密保护膜,促使锂金属的均匀致密沉积,提高锂金属电池安全性能,用于高压锂离子电池,可获得稳定运行的高电化学循环性能。
6.为解决上述问题,本发明的技术方案为:
7.一种溶胶电解液,包括锂离子溶液和溶胶因子,所述锂离子溶液包括锂盐和非水溶剂;
8.所述溶胶因子选用气相sio2、介孔分子筛中的一种或二者的组合;
9.所述锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂中的一种或几种的组合,所述非水溶剂选自乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、丁烯碳酸酯、 1,2-二甲基乙烯碳酸酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙异丙酯、碳酸甲丙酯中的一种或几种的组合。
10.优选地,所述介孔分子筛选自mcm-22、mcm-41、mcm-48、 sba-3、sba-15中的一种或
几种的组合。
11.优选地,所述气相sio2溶胶因子为白炭黑。
12.优选地,所述介孔分子筛的孔径为2.0~50纳米。
13.优选地,所述溶胶因子的质量浓度为0.1~10%。
14.优选地,若溶胶因子选用气相sio2,气相sio2的质量浓度为6.7%,若溶胶因子选用介孔分子筛,介孔分子筛的质量浓度为1%。
15.优选地,所述非水溶剂的质量浓度为30~100%,所述锂盐的浓度为0.01m~5m。
16.优选地,所述非水溶剂的质量浓度为82.4%。
17.优选地,所述锂盐的浓度为1.0m。
18.优选地,所述溶胶因子粒径为10nm~100μm。
19.本发明由于采用以上技术方案,使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果:
20.1)本发明提供了一种溶胶电解液,包括锂离子溶液和溶胶因子,锂离子溶液包括锂盐和非水溶剂,溶胶因子选用气相sio2、介孔分子筛中的一种或二者的组合,本发明提供的溶胶电解液组分引入气相 sio2、介孔分子筛作为溶胶化因子,可以在电解液内部引入无机骨架,将电解液纳入此二氧化硅基骨架,形成溶胶电解液,提高锂离子传输能力,并在锂金属等电池负极表面形成一层稳定的保护层,该保护层最大程度地减少金属锂或负极与电解液的直接接触,实现锂离子在界面处的均匀沉积,抑制锂枝晶的生长和电池循环寿命。
附图说明
21.图1为本发明实施例一提供的一种溶胶电解液的丁达尔效应;
22.图2为本发明实施例一提供的一种溶胶电解液的介孔二氧化硅 sba-15的n2脱吸附曲线;
23.图3为本发明实施例一提供的一种溶胶电解液的介孔二氧化硅 sba-15的孔径分布曲线;
24.图4为本发明实施例一提供的一种溶胶电解液在锂金属表面形成的致密保护层;
25.图5为本发明实施例一提供的溶胶电解液以及原始电解液的线性伏安曲线;
26.图6为本发明实施例一提供的溶胶电解液li/cu半电池循环10 圈后锂金属表面的sem图;
27.图7为本发明实施例一提供的原始电解液li/cu半电池循环10 圈后锂金属表面的sem图;
28.图8为本发明实施例二提供的溶胶电解液的光学照片;
29.图9为本发明实施例二提供的溶胶电解液li/cu半电池在5.0ma cm-2
循环10圈后锂金属表面的sem图;
30.图10为本发明实施例二提供的原始电解液li/cu半电池在5.0 ma cm-2
循环10圈后锂金属表面的sem图;
31.图11为本发明实施例三提供的溶胶电解液的光学照片;
32.图12为本发明实施例三提供的溶胶电解液li/cu半电池在1.0 ma cm-2
循环10圈后锂金属表面的sem图;
33.图13为本发明实施例三提供的原始电解液li/cu半电池在1.0 ma cm-2
循环10圈后锂金属表面的sem图;
34.图14为本发明实施例三提供的溶胶电解液及原始电解液组装的 li/li对称电池循环性能过电位测试曲线图;
35.图15为本发明实施例四提供的溶胶电解液在li/ncm523全电池的循环性能曲线图。
具体实施方式
36.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种溶胶电解液作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。
37.一种溶胶电解液,包括锂离子溶液和溶胶因子,锂离子溶液包括锂盐和非水溶剂,溶胶因子选用气相sio2、介孔分子筛中的一种或二者的组合,锂盐选自六氟磷酸锂(lipf6)、高氯酸锂(liclo4)、四氟硼酸锂(libf4)、双氟磺酰亚胺锂(lin(so2f)2)、二草酸硼酸锂 (libo8c4)、二氟草酸硼酸锂(libc2o4f2)、六氟砷酸锂(liasf6) 中的一种或几种的组合,非水溶剂选自乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、丁烯碳酸酯、1,2-二甲基乙烯碳酸酯、碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙异丙酯、碳酸甲丙酯中的一种或几种的组合。
38.优选地,介孔分子筛选自mcm-22、mcm-41、mcm-48、sba-3、 sba-15中的一种或几种的组合。
39.优选地,气相sio2溶胶因子为白炭黑。
40.优选地,介孔分子筛的孔径为2.0~50纳米。
41.优选地,溶胶因子的质量浓度为0.1~10%。
42.优选地,若溶胶因子选用气相sio2,气相sio2的质量浓度为6.7%,若溶胶因子选用介孔分子筛,介孔分子筛的质量浓度为1%。
43.优选地,非水溶剂的质量浓度为30~100%,锂盐的浓度为 0.01m~5m。
44.优选地,非水溶剂的质量浓度为82.4%。
45.优选地,锂盐的浓度为1.0m。
46.优选地,溶胶因子粒径为10nm~100μm。
47.溶胶电解液的制备方法,首先配置包含有锂盐的非水溶剂,然后将介孔分子筛如mcm-41、mcm-48、sba-3、sba-15中的一种或几种作为溶胶因子加入并搅拌均匀,得到锂电池用溶胶电解液,如图1 所示,激光通过该电解液出现丁达尔效应。该介孔分子筛溶胶因子具有非常高的比表面积和众多的纳米孔道,为吸附电解液中的有机溶剂分子和电解质溶质提供空间。所用介孔sio2如sba-15比表面积达 717.8m
2 g-1
,孔径为2.9nm左右。溶胶因子表面的si-oh基可增强对溶质阴离子吸附能力,限制阴离子电解液中的移动,提高阳离子迁移率。硅基溶胶电解液可在锂金属表面原位凝胶化成40μm厚的保护膜,达到抑制枝晶生成的目的。通过高温处理sio2基溶胶因子可提高溶胶电解液稳定性,温度范围450~600℃。更改溶质浓度可调节溶胶电解液粘度和离子传导速率。所要求的sio2孔径低于10nm,优选 mcm-41和sba-15,其主要成分为sio2。
48.使用溶胶电解液电池的制备方法,将溶胶电解液滴入锂金属表面形成具有保护膜
的锂金属负极,将隔膜、高压正极材料、正负电极壳组装在一起,注入溶胶电解液封口,得到高压溶胶锂金属电池。
49.本发明的溶胶电解液组分引入气相sio2、孔径为2.0~50纳米的介孔分子筛作为溶胶化因子,可以改善电解液的综合电性能。由于介孔孔道可以容纳电解液,且多孔溶胶化因子在锂金属表面凝成致密的保护膜,利于锂金属均匀无枝晶沉积。
50.本发明的溶胶电解液制备的高压锂金属电池,可以在高达4.5v 的电压条件下稳定循环100圈以上,容量损失率仅仅1%左右,已满足二次电池性能要求。本发明与现有技术相比,使用简易的溶胶电解液的制备方法,在不改变使用溶胶电解液电池的制备工艺和控制使用溶胶电解液的电池的制备成本的同时,提高了使用溶胶电解液电池的安全性能并保证锂电池具备良好的电化学性能。具体实施方式如下:
51.实施例一
52.溶胶电解液各组成成份的重量百分比含量为:
53.介孔二氧化硅sba-15:0.8%
54.含有锂盐的非水溶剂:1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,重量比:87.8%。
55.将定量的介孔二氧化硅sba-15加入到配置好的锂盐非水溶剂中,充分搅拌均匀后,静置6h,获得透明液体。将该液体滴入锂金属表面获得具有保护层的锂金属负极,与高压正极材料组装成全电池,与锂金属负极组装成对称电池。配制混合液和电池装配步骤都是在氩气保护下的手套箱内进行。
56.如图2及图3所示,介孔sio
2 sba-15比表面积达717.8m
2 g-1
,孔径为2.9nm左右。溶胶因子表面的si-oh基可增强对溶质阴离子吸附能力,限制阴离子电解液中的移动,提高阳离子迁移率。硅基溶胶电解液可在锂金属表面原位凝胶化成40μm厚的保护膜,如图4 所示。
57.评价溶胶电解液的锂离子导率性能:
58.(1)将实例1所述溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应。根据对频率响应的分析表明实施例1的溶胶电解质的离子电导率达4.6
×
10-3
s/cm。
59.(2)将1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,不添加任何溶胶因子的电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池作为对比例。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm 直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl不添加任何溶胶因子的原始电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂金属对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应。根据对频率响应的分析表明不添加任何溶胶因子的原始离子电导率只有2.2
×
10-3
s/cm。
60.评价溶胶电解液的电化学稳定性能:
61.(1)将溶胶电解液注入两个不锈钢惰性电极之间做成一个不锈钢对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的不锈钢圆片,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到不锈钢对称扣式电池。测量其线性伏安曲线。根据对频率响应的分析表明实施例1的溶胶电解质的电压范围高达5.6v,如图5所示。
62.(2)将1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,不添加任何溶胶因子的原始电解液注入两个不锈钢惰性电极之间做成一个不锈钢对称电池作为对比例。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的不锈钢圆片,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl 所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到不锈钢对称扣式电池。测量其线性伏安曲线。根据对频率响应的分析表明不添加任何溶胶因子的原始电解液的分解电压为4.1v,如图5所示。
63.评价锂金属枝晶抑制性能:
64.(1)将所述实施例1的溶胶电解液注入li/cu半电池内部,观测在0.5ma cm-2
电流密度下循环10圈后的锂金属表面形貌。该电池正极为1.2cm直径、0.2mm厚的铜箔,负极采用0.5mm厚、1.2cm 直径的li箔,隔膜为1.8cm直径的聚丙烯膜圆片,电解液为100μl 所述实施例1的溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到 li/cu半电池。经测量,溶胶电解液修饰的锂金属表面光滑无枝晶,如图6所示。
65.(2)将1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,不添加任何溶胶因子的原始电解液注入li/cu半电池内部,观测在0.5ma cm-2
电流密度下循环10圈后的锂金属表面形貌。该电池正极为1.2cm直径、0.2 mm厚的铜箔,负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的li箔,隔膜为1.8cm 直径的聚丙烯膜圆片,电解液为100μl所述实施例1的不添加任何溶胶因子的原始电解液,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到li/cu 半电池。经测量,不添加任何溶胶因子的原始电解液循环后的锂金属表面有大量枝晶,如图7所示。
66.实施例二
67.凝胶电解液各组成成份的重量百分比含量为:
68.介孔二氧化硅sba-15:1.0%
69.含有锂盐的非水溶剂:1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,重量比:87.6%。
70.将定量的介孔二氧化硅sba-15加入到配置好的锂盐非水溶剂中,充分搅拌均匀后,静置6h,获得透明液体,如图8所示。将该液体滴入锂金属表面获得具有保护层的锂金属负极,与高压正极材料组装成全电池,与锂金属负极组装成对称电池。配制混合液和电池装配步骤都是在氩气保护下的手套箱内进行。
71.评价溶胶电解液的锂离子电导率:
72.将实例2所述溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔, 1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应。根据对频率响应的分析表明实施例2的溶胶电解质的离子电导率达5.0
×
10-3
s/cm。
73.评价溶胶电解液的锂离子迁移数:
74.(1)将实例2所述的溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应和恒电位电流响应。根据对频率响应和电流响应的分析表明实施例2的溶胶电解质的锂离子迁移数达0.87。
75.(2)将实例2所述不添加任何溶胶因子的原始电解液注入两个锂金属箔之间做成
一个锂对称电池作为对比例。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl不添加任何溶胶因子的原始电解液,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应和恒电位电流响应。根据对频率响应和电流响应的分析表明实施例2的不添加任何溶胶因子的原始电解液的锂离子迁移数仅有0.24。
76.评价锂金属枝晶抑制性能:
77.(1)将所述实施例2的溶胶电解液注入li/cu半电池内部,观测在5.0ma cm-2
电流密度下循环10圈后的锂金属表面形貌。该电池正极为1.2cm直径、0.2mm厚的铜箔,负极采用0.5mm厚、1.2cm 直径的li箔,隔膜为1.8cm直径的聚丙烯膜圆片,电解液为100μl 所述实施例2的溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到 li|cu半电池。经测量,溶胶电解液修饰的锂金属表面光滑无枝晶,如图9所示。
78.(2)将1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,不添加任何溶胶因子的原始电解液注入li/cu半电池内部,观测在5.0ma cm-2
电流密度下循环10圈后的锂金属表面形貌。该电池正极为1.2cm直径、0.2 mm厚的铜箔,负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的li箔,隔膜为1.8 cm直径的聚丙烯膜圆片,电解液为100μl所述实施例2的不添加任何溶胶因子的原始电解液,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到 li/cu半电池。经测量,不添加任何溶胶因子的原始电解液循环后的锂金属表面有大量枝晶,如图10所示。
79.实施例三
80.凝胶电解液各组成成份的重量百分比含量为:
81.纳米二氧化硅:0.7%;
82.含有锂盐的非水溶剂:2.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,重量比:78.2%。
83.将定量的纳米二氧化硅加入到配置好的锂盐非水溶剂中,充分搅拌均匀后,静置6h,获得透明液体,如图11所示。将该液体滴入锂金属表面获得具有保护层的锂金属负极,与高压正极材料组装成全电池,与锂金属负极组装成对称电池。配制混合液和电池装配步骤都是在氩气保护下的手套箱内进行。
84.评价所述实例3的溶胶电解液的锂离子电导率:
85.将实例3所述溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔, 1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应。根据对频率响应的分析表明实施例3的溶胶电解质的离子电导率达4.1
×
10-3
s/cm。
86.评价所述实例3的溶胶电解液的锂离子迁移数:
87.将实例3所述的溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应和恒电位电流响应。根据对频率响应和电流响应的分析表明实施例3的溶胶电解质的锂离子迁移数达0.72。
88.评价锂金属枝晶抑制性能:
89.(1)将所述实施例3的溶胶电解液注入li/cu半电池内部,观测在1.0ma cm-2
电流密
度下循环10圈后的锂金属表面形貌。该电池正极为1.2cm直径、0.2mm厚的铜箔,负极采用0.5mm厚、1.2cm 直径的li箔,隔膜为1.8cm直径的聚丙烯膜圆片,电解液为100μl 所述实施例2的溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到 li/cu半电池。经测量,溶胶电解液修饰的锂金属表面光滑无枝晶,如图12所示。
90.(2)将1.0m lipf6,ec/emc/dmc=1:1:1,不添加任何溶胶因子的原始电解液注入li/cu半电池内部,观测在1.0ma cm-2
电流密度下循环10圈后的锂金属表面形貌。该电池正极为1.2cm直径、0.2 mm厚的铜箔,负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的li箔,隔膜为1.8cm 直径的聚丙烯膜圆片,电解液为100μl所述实施例2的不添加任何溶胶因子的原始电解液,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到li/cu 半电池。经测量,不添加任何溶胶因子的原始电解液循环后的锂金属表面有大量枝晶,如图13所示。
91.评价所述实例3溶胶电解液的锂金属沉积行为:
92.(1)将实例3所述的溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其在5.0ma cm-2
高电流密度和10.0mah cm-2
高沉积容量下的锂金属沉积行为。根据对容量电位曲线的分析表明实施例3的溶胶电解质的沉积过电位低,仅为9.8mv,循环稳定,无枝晶生成,如图14 所示。
93.(2)将实例3所述不添加任何溶胶因子的原始电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池作为对比例。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl不添加任何溶胶因子的原始电解液,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其在5.0macm-2
高电流密度和10.0mah cm-2
高沉积容量下的锂金属沉积行为。根据对容量电位曲线的分析表明实施例3的不添加任何溶胶因子的原始电解液的沉积曲线不稳定,过电位高达1500.0mv,有枝晶生成,如图14所示。
94.实施例四
95.凝胶电解液各组成成份的重量百分比含量为:
96.气相二氧化硅:6.7%;
97.含有锂盐的非水溶剂:1.0m lipf6,ec=1,重量比:89.1%。
98.将定量的介孔二氧化硅加入到配置好的锂盐非水溶剂中,充分搅拌均匀后,静置6h,获得透明液体。将该液体滴入锂金属表面获得具有保护层的锂金属负极,与高压正极材料组装成全电池,与锂金属负极组装成对称电池。配制混合液和电池装配步骤都是在氩气保护下的手套箱内进行。
99.评价所述实例4溶胶电解液的锂离子电导率:
100.将实例4所述溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔, 1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应。根据对频率响应的分析表明实施例3的溶胶电解质的离子电导率达4.8
×
10-3
s/cm。
101.评价所述实例4溶胶电解液的锂离子迁移数:
102.将实例4所述的溶胶电解液注入两个锂金属箔之间做成一个锂对称电池。该电池正极和负极采用0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述溶胶电解质,封装在2025纽扣正负极壳内部,得到锂对称扣式电池。测量其交流阻抗的频率响应和恒电位电流响应。根据对频率响应和电流响应的分析表明实施例3的溶胶电解质的锂离子迁移数达0.85。
103.评价所述实例4溶胶电解液的三元全电池电化学性能:
104.(1)将实施例4的溶胶电解液注入锂金属和ncm523正极材料涂敷的集流体正极之间做成一个全电池。采用涂敷ncm523的直径 1.2cm铝箔圆片作为正极材料,载量为3.0mg cm-2
,0.5mm厚、1.2cm 直径的锂金属箔作为负极,1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述实施例4的溶胶电解质,0.5mm厚、1.4cm直径的不锈钢片作为垫片,将以上材料封装在2025纽扣正负极壳内部,得到li/ncm523全电池。测量其在0.5c,3.0~4.3v之间的循环稳定性。根据对循环性能的分析表明实施例4的溶胶电解液制备的全电池 100圈后仍保持173.2mah g-1
的比容量,如图15所示。
105.(2)将实施例4的未添加任何溶胶因子的原始电解液注入锂金属和ncm523正极材料涂敷的集流体正极之间做成一个全电池作为对比例。采用涂敷ncm523的直径1.2cm铝箔圆片作为正极材料,载量为3.0mg cm-2
,0.5mm厚、1.2cm直径的锂金属箔作为负极, 1.8cm直径的聚丙烯膜圆片为隔膜,电解液为100μl所述实施例的未添加任何溶胶因子的原始电解液,0.5mm厚、1.4cm直径的不锈钢片作为垫片,将以上材料封装在2025纽扣正负极壳内部,得到 li/ncm523全电池。测量其在0.5c,3.0~4.3v之间的循环稳定性。根据对循环性能的分析表明未添加任何溶胶因子的原始电解液制备的全电池100圈后仅保持123.9mah g-1
的比容量,如图15所示。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化,倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则仍落入在本发明的保护范围之中。
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