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锂离子电池作为新型绿色能源,近年来得到了迅速的发展。传统电解质六氟磷酸锂LiPF6因存在热稳定性及化学稳定性较差的问题,无法满足锂离子电池越来越广泛的应用要求,新型锂盐的研究迫在眉睫。二氟草酸硼酸锂(LiODFB)热稳定性好、高低温性能优异、工作温限宽、倍率性能和循环寿命长,被认为是最有希望取代LiPF6的电解质锂盐。 本论文首先简要介绍了锂离子电池的发展和工作原理,综述了用于锂离子电池的正负极和电解液材料,重点介绍了有机电解液各组成的发展现状。对于锂盐LiODFB的制备,本论文采用有机溶剂固相法进行合成,并使用溶剂DMC和析晶剂甲苯和乙醚等对粗产物反复重结晶,获得了纯度达到99.52%的产物LiODFB。 在LiODFB与LiPF6复合盐电解液的性能研究中,将LiODFB和LiPF6按照一定比例混合,配置了xLiODFB-(1-x)LiPF6-EC/PC/DMC/EMC(4∶1∶3∶2v/v)(x=0、0.2、0.5、0.8、1)5种电解液。离子电导率测试结果显示LiPF6的加入有利于电解液电导率的提高;电池充放电、倍率性能和循环性能测试结果表明复合盐有利于提高电池容量和库伦效率,其中当LiODFB和LiPF6的比例为0.8∶0.2时的表现出最好的倍率放电性能和循环性能。 纯盐LiODFB在碳酸酯类溶剂中具有较好的溶解度,本文主要测试了1mol浓度LiODFB电解液在-20℃到60℃不同温度下的离子电导率,其中四元电解液LiODFB-EC∶PC∶DMC∶EMC(4∶1∶3∶2v/v)在低温-20℃时电导率为3.15mScm-1,在对电池进行的低温充放电、低温大倍率放电和高低温循环测试中,由该电解液组装的电池也都表现出相对较好的性能,从循环伏安曲线和电池阻抗分析可得出该电解液具有较好的动力学可逆性能和较低的电极界面阻抗,是较有应用前景的低温型锂离子电池电解液。 添加剂氟代碳酸乙烯酯FEC的使用能够提高两种电解液的低温电导率,其对电池常温和低温充放电性能都有较好的改善,尤其是对LiODFB基电池,加入FEC的LiODFB基电池在50次低温循环后容量保持率从不加添加剂电池的81.70%提高为86.51%,其低温放电容量也有显著的提高。