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锂/二硫化亚铁(Li/FeS2)电池作为一种新型高能锂电池,有着广阔的应用前景,其由于有较高的理论一次放电比容量、倍率性能良好等优点而获得了国内外的关注。作为锂电池正极材料,二硫化亚铁展现出许多优良特性,如环境友好以及价格低廉等。但实际制作的电池,常常在放电初期出现较高放电电压的现象。近年来,虽然通过正极活性物质FeS2的提纯、电解液配方的优化、高电压抑制剂的添加以及在生产工艺上采取预放电等措施,电池带有负载时的前期放电电压偏高现象得到一定程度的解决,但是开路电压(OCV)偏高的现象仍然存在。本文对锂/二硫化铁电池高电压现象及其原因以及通过在电解液中加入添加剂来研究电池的高电压等问题,研究结果如下: (1) Li/FeS2电池正极材料中活性物质黄铁矿或导电剂石墨吸附的氧气或携带的含氧物质以及电解液溶解的氧气会对高电压产生一定的作用。电池预放电后OCV仍然可以恢复到标准值以上。电池在贮存过程中,具有高活性的物质的量在不断增加。放电过程中FeS2晶体内部高电压物质在不断地转化出来,直到转化结束形成第一个2e反应稳定的中间产物。FeS2形成复杂的固溶体,放电过程中,电化学反应逐渐向晶体深层进行,但是当放电停止后,晶体内部高氧化态在固溶体中又扩散到固液界面表层,使得OCV都有可能上升到标准值之上。 (2) DMI可以对Li/FeS2电池高电压起到抑制作用,且抑制程度与DMI含量成正相关。而DMI的添加量几乎不影响电池的容量。CV曲线表明添加了1%DMI的Li/FeS2电池在1.9V的氧化峰消失了,说明DMI抑制了第一步2e的反应产物Fe1-xS和Li2+xFe1-xS2等的产生,从而使OCV不能回升到标准值1.83V以上。 (3)在电解液中添加LiFSI制得的Li/FeS2电池,在室温、高温(60℃)、大电流下放电数据表明“高温性能”添加剂LiFSI有利于提高Li/FeS2电池的高温性能和大电流放电能力,且对电池OCV不会产生高的影响。