不同铵盐添加剂在同一电解液体系中对天然石墨性能的影响

摘 要 ：应用循环伏安和恒电流充放电等电化学方法结合微观测试手段傅里叶变换红外光谱（ＦＦＩＲ）和扫描电镜（ＳＥＭ）分析 了电解液 中加入少量不 同铵盐后对石墨 电极 电化学性 能的影 响。通过 与空白溶液 比较显示 ，添加 （ＮＨ ）：ＳＯ 能提 高天 然石墨负极 首次循环过程 中的充放电容量 ，降低不 可逆 容量 损失 ，提 高电极 的循 环性能和倍 率充放电性能 ，扫描电镜 和 ＦＴＩＲ分析 表明 ，添 加 适宜浓度 的（ＮＨ ） ｓ０ 有助于改善天然石墨的电化学性能 。
第 ４４卷第 ８期 ２０１６年 ４月
广 州 化 工
Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
ＶｏＩ．４４ Ｎｏ．８ Ａｐｒ．２０１６
不 同铵 盐 添 加 剂在 同一 电解 液体 系 中 对 天 然石 墨性 能 的影 响
张 晓丽 ，丁秀 云 ，瞿 鹏 ，张 丽 娜
（１商丘师 院 学院化 学４￣．７－－学 院 ，河南 商丘 ４７６０００； ２河南师范大学化学与环境科学学院，河南 新 乡 ４５３００２）
ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｌｉ ，ＤＩＮＧ Ｘｉｕ—ｙｕｎ ，Ｑｕ Ｐｅｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｌｉ—ｎ０ （１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｎａｎ Ｓｈａｎｇｑｉｕ ４７６０００； ２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈｅｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｎａｎ Ｘｉｎｘｉａｎｇ ４５３００２，Ｃｈｉｎａ）
１．２ 电性能测 试
天然石墨和聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）按重 量 比为 ９：１调 浆 ，将 其 涂抹 在铜 箔表面制得石墨 电极 ，真 空干燥后 ，切片备 用。于 充满氩气 的手套箱 内，以金属 锂作 负极 ，Ｃｅｌｇａｒｄ ２４００聚丙 烯 微 孔膜作隔膜 ，１ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣＩＯ ／ＥＣ＋ＤＭＣ （１：１）溶液 作 电解 液 ，组装成 型 号 为 ＣＲ２０３２的 纽扣 电池 进 行 电性 能测 试 。用 ＡｒｂｉｎＢＴ２０００测试 循环 伏安 ，电位 范 围为 ３～０ Ｖ（ＶＳ Ｌｉ／Ｌｉ ）， 扫描速率为 ０．１ ｍＶ／ｓ；用 Ｌａｎｄ电池测试 系统测试 充放 电性 能 ，
Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｌａｎｋ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｄｄｉｎｇ ａ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ（ＮＨ４）２ ＳＯ４ ｉｎｔｏ １ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣ１０４／ＥＣ＋ＤＭＣ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｃｏｕｌｄ
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｇｒａｐｈｉｔｅ ａｎｏｄｅ ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｌｏｗｅｒ ｔｈｅ ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｌｏｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｙｃｌｅ， ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｃｙｃｌｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ． ＦＴＩＲ ａｎｄ ＳＥＭ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｄｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＬｉＣ１０４ ｈｅｌｐｅｄ ｔｏ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎａｔｕｒａ１．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ ＯＩ ｎａｔｕｒａｌ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ＳＥＭ ａｎｄ ＦＴＩＲ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ＳＥＩ ｆｉｌｍ ａｆｔｅｒ ｃｙｃｌｉｎｇ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｔｈｉｕｍ—ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ；ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；ａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ；ｇｒａｐｈｉｔｅ ｃａｔｈｏｄｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．
大量研究表 明，锂离子 电池 中添加剂对 电池 的电性 能和安 全性能都有重要 作用 。 比如 ：降低不 可 逆反应 ，提高 粘 附力 ， 提高浆料黏度 ，防止浆料沉淀 。它 的有效 作用是 以尽量 少的 电 解质分解形成最为致密可靠 的固体 电解质 表面 膜 ，可 以说 ，在 实际使用的锂 离子 电池 中 ，电解 质添 加剂 是 不可 缺少 的” 。 目前 ，电极材料和隔膜材料 的选用 体系 已趋 于成熟 稳定 ，锂盐 和溶剂 的使用也 出现许 多性 能优 异的组合 ，人 们对添 加剂 的选 择 ，使用和优化也做 了大量 的探索和尝试 。
关键词 ：锂离子电池；铵盐 ；添加剂 ；天然石墨；电化学性能
中 图分 类 号 ：ＴＭ９１２．２
文献标 志码 ：Ａ
文章 编号 ：１００１—９６７７（２０１６）０８～００５４—０４
Ａｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈ来自百度文库 Ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇ ｒａｐｈｉｔｅ ｂｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ａｍ ｍ ｏｎｉｕｍ Ｓａｌｔ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓａｍ ｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ
探索合适 的电解液 添加剂体 系 ，包括无机 添加剂 和有机 添 加剂等一直是锂离子 电池工作者 研发 的热 点。本文 主要 从三种 不 同的铵盐 （ＣＨ ＣＯＯＮＨ 、ＮＨ４Ｃ１和（ＮＨ ）２ｓ０ ）着手 ，探索 其对天然石墨负极嵌脱锂性 能影 响。
１ 实 验
１．１ 电解 液的 配制
分别配 制 １ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣ１０４／ＥＣ＋ＤＭＣ （１：１） 的 电 解 液 ， ０．０２ ｍｏｔ／Ｌ ＣＨ ＣＯＯＮＨ４＋１ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣ１０４／ＥＣ＋ＤＭＣ （１：１） 的 电解 液 ，０．０２ ｍｏＬ／Ｌ ＮＨ４ＣＩ＋１ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣ１０ ／ＥＣ＋ＤＭＣ （１ ：１） 的电解液 和 ０．０２ ｍｏｌ／Ｌ（ＮＨ４）２ＳＯ４＋１ ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣ１０４／ＥＣ＋ＤＭＣ （１：１） 的电解液 ，以上溶液均在充满氩气 的手套箱 中进行 。