六甲基二硅胺烷作为锂离子电池电解液稳定剂的研究

将 两 种 不 同的 电 解 液 经 过 ６ ℃／ ４ｈ高 温储 存 ， 样 分 析 检 测 电解 液 的 Ｈ。 和 ＨＦ的 含 量 变化 ， 用 两种 不 同 的 电 解 液 ０ ２ 取 ０ 并
制 作 电 池 进 行 ８ ℃ ／ ５ ４ｈ高 温储 存 和 电 化 学 性 能 测 试 。 结 果表 明 ， ＨＭＤＳ的 加 入 明 显 提 高 了锂 离子 电池 电解 液 的 储 存 稳
锂 离子 电池作 为 新 能 源具 有 比能 量 高 、 工作 电压
ＰＦ５十 Ｈ — ２ Ｐ０ ＋ ２Ｈ Ｆ Ｏ
（ ３）
高、 应用 范 围宽 、 自放 电率 低 、 环 寿命 长 、 污 染 、 循 无 安 全 性 能好等 独特 的优 势 ， 已在 多个 领 域 中逐 步 取代 现
１ ２ 电 极 的 制 备 ．
而 电解液 中游 离酸过 高 ， 会影 响 电池性 能 ， 氢氟 酸 也 如
会 与 锂 离 子 形 成 ＬＦ， 致 充 放 电 过 程 中 负 极 界 面 形 ｉ 导 成 阻 隔 ， 池 内 阻 增 大 ， 响 到 负 极 材 料 锂 离 子 的 正 常 电 影
定 性及 热 稳 定 性 ， 时可 以改 善 锂 离子 电池 的 电化 学性 能 和 循 环 性 能 。 同
关键 词 ： 离子 电池 ； 解液 ； 甲基 二 硅 胺 烷 （ 锂 电 六 ＨＭＤＳ ； 定 剂 ）稳 中 图分 类 号 ： ＴＭ １ ． ９２９ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ４ ５２ １ ）２ ０ ４ ３ １ ７ —５ ２ （ ０ １ ０ —０ ２ —０
正极 的制备 ： 定 量 的聚 偏 二 氟 乙烯 （ ＶＤ ） 将 Ｐ Ｆ 溶 解在 定量 的 Ｎ一 甲基 吡 咯烷 酮 （ ＮＭＰ 溶 剂 中 ， 得 粘 ） 制
嵌入 和脱嵌 。Ｘ ＿ 报 道 ， ｉＦ 溶 于 电解 液 后会 发 生 ｕ８ ＬＰ
如下 反应 ：
ＬＰ Ｉ ＋ Ｐ ／ ｉＦ 一 ｉ Ｆ （） １
传统 的电池 ， 用广 泛 。因此 ， 应 锂离 子 电池在 现代 电化 学 中备受 关注 ｌ 。 ＿ 】
非 水 电解 液 是 锂 离 子 二 次 电 池 的 重 要 组 成 部 分 ，
研 究表 明 ， 六 甲基二 硅 胺 烷 （ 用 ＨＭＤ ） Ｓ 吸收 电解 液 中微 量 的水 ， 能有 效抑制 ＬＰ 的分 解 。 ｉＦ ］ 作 者在 锂 离 子 电池 电解液 中添 加 ＨＭＤ Ｓ作 为稳 定 剂 ， 察 了 ＨＭＤ 考 Ｓ对 电解 液 物理指 标及 电池 电化 学
六 甲基 二 硅 胺 烷 作 为 锂 离 子 电 池 电解 液 稳 定 剂 的 研 究
胡 立新 ， 王 超 。 晓琴 。 陈 程 乾
（ 北工业 大 学化 学与 环境 工程 学 院， 北 武 汉 ４ ０ ６ ） 湖 湖 ３ ０ ８
摘
要 ： 究 了六 甲基 二 硅 胺 烷 （ 研 ＨＭＤ ） 为锂 离子 电 池 电解 液 的 稳 定 剂 对 电 解 液 稳 定 性 和 电 化 学性 能 的 影 响 。 Ｓ作
合剂溶 液 ， 事 先 混 合 均 匀 的 ＩＣ Ｏ 将 Ａ ｏ 和 乙 炔 黑 粉末 加入 到粘 合 剂 溶 液 中 ， 于 超 声 波 振 荡 仪 中振 荡 １ 置 Ｏ
ａ ｎ 固定 于磁力 搅 拌器 充 分搅 拌 混 合 均匀 ， 得 正 极 ｒｉ ， 制 浆料 。用拉 浆机 将该 正极 浆料 均匀 涂敷 到厚度 ２ ｚ ５／ ｍ 的铝箔 两 面 ， 经过 １ ０ ５ ℃真空加 热 干燥 １ｈ 辊压 ， 片 ， 裁
未 电 离 的 ＬＰ 。不 稳 定 ， 续 分 解 产 生 Ｌ Ｆ 和 ｉＦ 继 ｉ Ｐ Ｐ 电 解 液 中 的 Ｈ。 发 生 反 应 ： Ｆ ，Ｆ 与 ０
２１， １ ８ ｏ ０１ ｏ ２ Ｎ ． Ｖ ． ２亿 学 与 生 物 互 程
Ｃｈ ｍ ｉｔｙ ＆ Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｎ
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ２ ５ ２ ． ０ １ ０ ． ０ ｏ ： ０ ３ ６ ／． ｓｎ １ ７ — ４ ５ ２ １ ． ２ ０ ８
性 能 的影 响 。
在 电池 中承担 着正 负极 之 间传 输 电 荷 的作 用 ， 电池 对
的比容量 、 工作 温度 范 围 、 循环 效率 及安 全性 解 液 的生产 、 储存 过程 中 ， 由
于 以下许 多原 因 ， 导 致 电解 液 中水 分 、 离 酸 偏 高 ， 会 游 影 响 电池 的性 能ｌ ： １ 干燥 环境 劣化 ；２ 储 存设 备 密 ６ （） ］ （） 封性 能差 ；３ 使用溶 剂水 分偏 高 ；４ 锂盐 水分 和游 离 （） （） 酸偏 高 ；５ 其 它原 因。非 水 电解 液 对 游 离 酸 、 分 含 （） 水 量 的要求 较高 ， 由于锂 离 子 电池 的 电压 高 达 ３ ４Ｖ， ～ 而水 的分解 电压 仅为 １ ２ ７， 电解 液 中含有 较 多 ． ３Ｖｌ 若 ］ 水分 ， 在高 电压 充放 电下 分解 ， 会造 成 电池 性 能 劣化 ；
液 配方如 下 ： 电解 液 １ １ ０ｔｏ ・Ｌ Ｉ Ｐ ６ Ｅ ： ． ｌ Ｆ ／ Ｃ＋ Ｄ Ｃ（ ２ ｏ ｉ Ｅ １： ，
质 量 比 ） ；
电解 液 ２ １ ０ｔｏ ・Ｉ ＬＰ ６ Ｅ ： ． ｌ ｉＦ ／ Ｃ＋ Ｄ Ｃ（ ２ ｏ ～ Ｅ １： ， 质 量 比 ） ０ ５ ＨＭ Ｄ 。 ＋ ． Ｓ
１ 实验
１ １ 电 解 液 的 配 制 ． 电解 液 在 充 满 高 纯 氩 气 的 手 套 箱 中 进 行 配 制 ， 其 有 机 溶 剂 、 盐 均 为 电池 级 ， 锂 ＨＭ Ｄ Ｓ含 量 ＞ ９ ． ， ９ ９ 所
有 材料均 由东莞 市 杉杉 电池 材料 有限 公 司提 供 。 电解