高比能鋰二次電池金屬鋰負極的研究.pdf

1、金屬鋰的理論比容量為3860mAh/g，是目前已知的質量比容量最高的電池負極材料之一，以金屬鋰作為負極的金屬鋰二次電池長期受到人們的關注。目前金屬鋰二次電池存在循環(huán)效率低、鋰枝晶和安全性低的問題，尤其是安全問題，電池在短路和過充過放過程中會產生體系的熱量失控，甚至體系會發(fā)生爆炸。影響金屬鋰負極電化學性能的主要因素是鋰負極表面的固體電解質界面膜（SEI膜）的性能，所以形成性能良好的SEI膜是提高金屬鋰負極電化學性能的關鍵。本文正是從改善以

2、上問題為出發(fā)點分別展開了對金屬鋰二次電池的溶劑，鋰鹽和添加劑等三個方面的研究。
　　對于金屬鋰二次電池鋰負極來說，電解質對鋰負極性能的影響是至關重要的，并且現(xiàn)有文獻中并沒有系統(tǒng)報道過不同溶劑和鋰鹽對鋰電極的影響，故本實驗把現(xiàn)有實驗室中電池用的溶劑和鋰鹽進行研究。在實驗中逐一研究單個溶劑和鋰鹽對于鋰負極的影響，從循環(huán)伏安曲線、沉積曲線、沉積后的表面形貌（電鏡圖）、阻抗、循環(huán)性能和平均庫倫效率等方面來評價電解質對鋰負極的影響。基于鋰離

3、子現(xiàn)有電解液組成的啟發(fā)，我們又研究了多組分溶劑和鋰鹽對鋰負極的影響。實驗結果表明，鋰在環(huán)狀烷基碳酸酯中可以形成性能良好的SEI膜，并且鋰在LiTFSI和LiBOB兩種鋰鹽中也可以形成性能良好的SEI膜。
　　金屬鋰二次電池面臨的一個最大的問題就是金屬鋰電池在充放電過程中產生鋰枝晶，枝晶的長大會刺穿隔膜，正負極接觸，引起電池短路，甚至產生爆炸。我們采用了一種最新的理論(SHES)體系來抑制鋰枝晶的產生，在不同的溶劑和鋰鹽中通過三電極