电解液添加剂对高镍锂离子电池性能的影响

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研究碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)和硫酸乙烯酯(DTD)等添加剂在高镍[n(Ni)≥80%]正极材料锂离子电池中的应用效果。对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)|SiOx/石墨软包装电池和Li|SiOx/石墨扣式电池进行电化学性能、化成产气及负极界面形貌等分析。除PS外的添加剂,均不影响SiOx/石墨电极的初始容量;VC、PS会增大SiOx/石墨界面阻抗。VC、PS和FEC可减少软包装电池的化成产气,而DTD化成产气明显偏多,且主要为烷烃。使用FEC的电池,常温和低温倍率性能最好,25℃和-20℃放电容量,在0.5 C时为标称容量的92.0%和68.2%,在2.0 C时为75.2%和21.5%。使用FEC的电池在高温60℃下存储14 d,容量恢复率和保持率分别为63.3%和48.5%,电压降为2.7%;使用DTD的分别为72.4%、63.6%和1.3%。使用DTD和FEC的电池,分别拥有最好的高温和常温循环性能。SEM分析表明,使用FEC的电池中,高温循环后的SiOx/石墨负极界面覆盖物较多,成膜较厚,表面粗糙。
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