添加浸润剂对高容量电池性能的影响
2014-12-01刘方方李炳
刘方方+李炳
摘 要：该文研究了一种氟醚材料作为电解液的添加剂，对高容量锂离子电池性能的影响。结果表明添加此材料可以有效地改善电解液的浸润效果，缩短注液时间，并且可以明显提高电池的循环性能。通过优化实验，最终确定了该材料的添加量在0.5%时对电池性能改善的效果最好。
关键词：锂离子电池 电解液 添加剂 浸润剂
中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0044-02
锂离子电池最早诞生于1989年，Sony公司申请了石油焦为负极、LiCoO2为正极、LiPF6溶于PC+EC混合溶剂作为电解液的二次电池体系的专利。并在1990年开始其推向商业市场。由于这一体系不含金属锂，日本人命名为锂离子电池，这种说法最终被这类电池具有高电压、高功率、长寿命、无污染等优点，适应了微电子和环保的要求，迅速席卷整个电池市场。因此一经推出，立即激发了全球范围内研发二次锂离子电池的狂潮[1-3]。伴随着消耗类电子产品的暴发性增长，人们对电池性能的要求越来越高，从1991年SONY公司制造的18650容量为900 mAh，发展至今容量最高已达到4200 mAh。
超高的能量密度的提高来自于限定的空间中活性物质的增加，孔隙率必然就会减少，这种情况下电解液的浸润性则对电池的性能以及加工起到至关重要的作用。本论文主要研究的就是将一种氟醚材料（记作符号A2）作为电解液的添加剂，对高容量锂离子电池性能的影响。
1 实验
在EC/DMC/EA=30∶45∶25， 1.2 mol LiFP6中加入0%A2、0.5%A2、1%A2添加剂，注入到2600 mAh 18650电芯当中，检测其对电池注液速度的影响，并测试不同含量的A2添加剂对电池综合性能的影响。
2 实验结果与分析
2.1 不同含量A2的添加剂对电解液渗透速度的影响
测试添加浸润剂A2的含量分别为0%、0.5%、1%之后的电解液在电芯中的渗透速度，实验结果用注液时间表示。测试结果如图1所示。
结果表明，添加浸润剂A2后，注液速度有明显的改善。注液时间越短，表明渗透速度越快。因此，可以得到不同含量A2添加剂对渗透速度的改善效果顺序为：1%A2>0.5A2>0%A2。
2.2 不同含量的A2浸润剂对电解液性能的影响
对添加A2含量分别是0%、0.5%、1%的浸润剂之后的电解液性能进行倍率性能对比实验、倍率放电中值电压对比实验，实验结果如图2、3所示。
实验结果表明通过添加浸润性后，倍率性能有不同程度的提高，在大电流下更加明显，这是由于浸润剂增强了电解液与正负极材料之间的浸润性，减小了固液双电层的阻抗；放电中值电压也有不同程度的提高，这也得益于双电层阻抗的减少。
2.3 不同含量的A2浸润剂对电池cycle循环的影响
对注入不同电解液2.6Ah的18650电芯在常温下进行cycle循环测试，测试结果如图4所示。
实验结果表明：注了三种不同电解液的2.6Ah的18650电芯在常温下采用1C进行循环，未添加任何添加剂的组循环400周保持率最高，达到了91.6%，而添加了0.5%A2的组别循环400周保持率为88.6%，添加了1%A2的组别保持率最差为77.4%，这说明过多的添加浸润剂A2会对电池循环性能造成负面影响，这很可能是与A2本身的醚类结构有关。
3 结论
该文研究了向使用一种氟醚材料（A2）作为浸润剂加入到电解液中，对电解液的浸润性能、倍率性能和循环性能上的影响。结果表明加入少量的浸润剂A2可以有效改善注液速度，在高压实密度材料下尤为明显，并且倍率性能也有少量的提高，在加入量少于0.5%的情况下，循环性能可以接受，但达到1%的时候则对循环性能有明显的负面影响。对比实验的结果显示该添加剂A2含量为0.5%时，对电池的综合性能改善结果最佳。
参考文献
[1] 郭炳焜，徐徽，王先友，等.锂离子电池[M].长沙：中南大学出版社，2002：1-4.
[2] Zhang SS.A review on the separators of liquid electrolyte Li-ion batteries[J].J. Power Sources，2007（164）：351-364.
[3] Ting Feng，Feng Wu，Chuan Wu，Xindong Wang，Gensheng Feng，Huiying Yang，A free-standing，self-assembly ternary membrane with high conductivity for lithium-ion batteries[J].Solid State Ionics， 2012（221）：28-34.
[4] 陈京才，崔燕，夏信德，等.LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备与研究[J].电池工业，2010，15（1）：30-33.
摘 要：该文研究了一种氟醚材料作为电解液的添加剂，对高容量锂离子电池性能的影响。结果表明添加此材料可以有效地改善电解液的浸润效果，缩短注液时间，并且可以明显提高电池的循环性能。通过优化实验，最终确定了该材料的添加量在0.5%时对电池性能改善的效果最好。
关键词：锂离子电池 电解液 添加剂 浸润剂
中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0044-02
锂离子电池最早诞生于1989年，Sony公司申请了石油焦为负极、LiCoO2为正极、LiPF6溶于PC+EC混合溶剂作为电解液的二次电池体系的专利。并在1990年开始其推向商业市场。由于这一体系不含金属锂，日本人命名为锂离子电池，这种说法最终被这类电池具有高电压、高功率、长寿命、无污染等优点，适应了微电子和环保的要求，迅速席卷整个电池市场。因此一经推出，立即激发了全球范围内研发二次锂离子电池的狂潮[1-3]。伴随着消耗类电子产品的暴发性增长，人们对电池性能的要求越来越高，从1991年SONY公司制造的18650容量为900 mAh，发展至今容量最高已达到4200 mAh。
超高的能量密度的提高来自于限定的空间中活性物质的增加，孔隙率必然就会减少，这种情况下电解液的浸润性则对电池的性能以及加工起到至关重要的作用。本论文主要研究的就是将一种氟醚材料（记作符号A2）作为电解液的添加剂，对高容量锂离子电池性能的影响。
1 实验
在EC/DMC/EA=30∶45∶25， 1.2 mol LiFP6中加入0%A2、0.5%A2、1%A2添加剂，注入到2600 mAh 18650电芯当中，检测其对电池注液速度的影响，并测试不同含量的A2添加剂对电池综合性能的影响。
2 实验结果与分析
2.1 不同含量A2的添加剂对电解液渗透速度的影响
测试添加浸润剂A2的含量分别为0%、0.5%、1%之后的电解液在电芯中的渗透速度，实验结果用注液时间表示。测试结果如图1所示。
结果表明，添加浸润剂A2后，注液速度有明显的改善。注液时间越短，表明渗透速度越快。因此，可以得到不同含量A2添加剂对渗透速度的改善效果顺序为：1%A2>0.5A2>0%A2。
2.2 不同含量的A2浸润剂对电解液性能的影响
对添加A2含量分别是0%、0.5%、1%的浸润剂之后的电解液性能进行倍率性能对比实验、倍率放电中值电压对比实验，实验结果如图2、3所示。
实验结果表明通过添加浸润性后，倍率性能有不同程度的提高，在大电流下更加明显，这是由于浸润剂增强了电解液与正负极材料之间的浸润性，减小了固液双电层的阻抗；放电中值电压也有不同程度的提高，这也得益于双电层阻抗的减少。
2.3 不同含量的A2浸润剂对电池cycle循环的影响
对注入不同电解液2.6Ah的18650电芯在常温下进行cycle循环测试，测试结果如图4所示。
实验结果表明：注了三种不同电解液的2.6Ah的18650电芯在常温下采用1C进行循环，未添加任何添加剂的组循环400周保持率最高，达到了91.6%，而添加了0.5%A2的组别循环400周保持率为88.6%，添加了1%A2的组别保持率最差为77.4%，这说明过多的添加浸润剂A2会对电池循环性能造成负面影响，这很可能是与A2本身的醚类结构有关。
3 结论
该文研究了向使用一种氟醚材料（A2）作为浸润剂加入到电解液中，对电解液的浸润性能、倍率性能和循环性能上的影响。结果表明加入少量的浸润剂A2可以有效改善注液速度，在高压实密度材料下尤为明显，并且倍率性能也有少量的提高，在加入量少于0.5%的情况下，循环性能可以接受，但达到1%的时候则对循环性能有明显的负面影响。对比实验的结果显示该添加剂A2含量为0.5%时，对电池的综合性能改善结果最佳。
参考文献
[1] 郭炳焜，徐徽，王先友，等.锂离子电池[M].长沙：中南大学出版社，2002：1-4.
[2] Zhang SS.A review on the separators of liquid electrolyte Li-ion batteries[J].J. Power Sources，2007（164）：351-364.
[3] Ting Feng，Feng Wu，Chuan Wu，Xindong Wang，Gensheng Feng，Huiying Yang，A free-standing，self-assembly ternary membrane with high conductivity for lithium-ion batteries[J].Solid State Ionics， 2012（221）：28-34.
[4] 陈京才，崔燕，夏信德，等.LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备与研究[J].电池工业，2010，15（1）：30-33.
摘 要：该文研究了一种氟醚材料作为电解液的添加剂，对高容量锂离子电池性能的影响。结果表明添加此材料可以有效地改善电解液的浸润效果，缩短注液时间，并且可以明显提高电池的循环性能。通过优化实验，最终确定了该材料的添加量在0.5%时对电池性能改善的效果最好。
关键词：锂离子电池 电解液 添加剂 浸润剂
中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0044-02
锂离子电池最早诞生于1989年，Sony公司申请了石油焦为负极、LiCoO2为正极、LiPF6溶于PC+EC混合溶剂作为电解液的二次电池体系的专利。并在1990年开始其推向商业市场。由于这一体系不含金属锂，日本人命名为锂离子电池，这种说法最终被这类电池具有高电压、高功率、长寿命、无污染等优点，适应了微电子和环保的要求，迅速席卷整个电池市场。因此一经推出，立即激发了全球范围内研发二次锂离子电池的狂潮[1-3]。伴随着消耗类电子产品的暴发性增长，人们对电池性能的要求越来越高，从1991年SONY公司制造的18650容量为900 mAh，发展至今容量最高已达到4200 mAh。
超高的能量密度的提高来自于限定的空间中活性物质的增加，孔隙率必然就会减少，这种情况下电解液的浸润性则对电池的性能以及加工起到至关重要的作用。本论文主要研究的就是将一种氟醚材料（记作符号A2）作为电解液的添加剂，对高容量锂离子电池性能的影响。
1 实验
在EC/DMC/EA=30∶45∶25， 1.2 mol LiFP6中加入0%A2、0.5%A2、1%A2添加剂，注入到2600 mAh 18650电芯当中，检测其对电池注液速度的影响，并测试不同含量的A2添加剂对电池综合性能的影响。
2 实验结果与分析
2.1 不同含量A2的添加剂对电解液渗透速度的影响
测试添加浸润剂A2的含量分别为0%、0.5%、1%之后的电解液在电芯中的渗透速度，实验结果用注液时间表示。测试结果如图1所示。
结果表明，添加浸润剂A2后，注液速度有明显的改善。注液时间越短，表明渗透速度越快。因此，可以得到不同含量A2添加剂对渗透速度的改善效果顺序为：1%A2>0.5A2>0%A2。
2.2 不同含量的A2浸润剂对电解液性能的影响
对添加A2含量分别是0%、0.5%、1%的浸润剂之后的电解液性能进行倍率性能对比实验、倍率放电中值电压对比实验，实验结果如图2、3所示。
实验结果表明通过添加浸润性后，倍率性能有不同程度的提高，在大电流下更加明显，这是由于浸润剂增强了电解液与正负极材料之间的浸润性，减小了固液双电层的阻抗；放电中值电压也有不同程度的提高，这也得益于双电层阻抗的减少。
2.3 不同含量的A2浸润剂对电池cycle循环的影响
对注入不同电解液2.6Ah的18650电芯在常温下进行cycle循环测试，测试结果如图4所示。
实验结果表明：注了三种不同电解液的2.6Ah的18650电芯在常温下采用1C进行循环，未添加任何添加剂的组循环400周保持率最高，达到了91.6%，而添加了0.5%A2的组别循环400周保持率为88.6%，添加了1%A2的组别保持率最差为77.4%，这说明过多的添加浸润剂A2会对电池循环性能造成负面影响，这很可能是与A2本身的醚类结构有关。
3 结论
该文研究了向使用一种氟醚材料（A2）作为浸润剂加入到电解液中，对电解液的浸润性能、倍率性能和循环性能上的影响。结果表明加入少量的浸润剂A2可以有效改善注液速度，在高压实密度材料下尤为明显，并且倍率性能也有少量的提高，在加入量少于0.5%的情况下，循环性能可以接受，但达到1%的时候则对循环性能有明显的负面影响。对比实验的结果显示该添加剂A2含量为0.5%时，对电池的综合性能改善结果最佳。
参考文献
[1] 郭炳焜，徐徽，王先友，等.锂离子电池[M].长沙：中南大学出版社，2002：1-4.
[2] Zhang SS.A review on the separators of liquid electrolyte Li-ion batteries[J].J. Power Sources，2007（164）：351-364.
[3] Ting Feng，Feng Wu，Chuan Wu，Xindong Wang，Gensheng Feng，Huiying Yang，A free-standing，self-assembly ternary membrane with high conductivity for lithium-ion batteries[J].Solid State Ionics， 2012（221）：28-34.
[4] 陈京才，崔燕，夏信德，等.LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备与研究[J].电池工业，2010，15（1）：30-33.
