LiTFSI对 Li/FeS2 电池放电性能的影响

2021-04-10 00:09:00
何妍
原创
943
摘要:为研究二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)对 Li/FeS2 电池电化学性能的影响,将 LiTFSI 作为添加剂加入到 1 mol/LLiI/(DOL+DME)电解液中,以此电解液制作得到的 AA 型 Li/FeS2 实体电池,在 60 ℃高温和-40 ℃低温下的放电容量和放电电压都得到了提高。当 LiTFSI 添加量为 0.5%(质量分数)时放电性能达到最佳,60 ℃下 1 A 放电容量可达3 200 mAh,-40 ℃下 250 mA 放电容量可达 3 108 mAh。同时,电池的大电流放电性能也得到了改善。

1、 LiTFSI 添加量对电池电性能的影响 :白色粉末状的 LiTFSI 能溶解于 LiI/(DOL+DME)电解液中,但是常温下的溶解速度较慢。为此制备 LiTFSI 添加量不同的电解液,所得电池在室温(25 ℃)下以 1 000 mA 放电的曲线从放电曲线的电压平台和放电容量可以看出,添加剂的浓度对电池的放电性能影响较大,LiTFSI 的添加可以提高电池的放电电压和放电容量。

2、 LiTFSI 添加剂对高温放电性能的影响LiTFSI 具有较好的热稳定性以及不易水解的特性,作为添加剂加入电解液中应该对电池的高温性能有好的作用。添加 0.5% LiTFSI 与未添加 LiTFSI 的电池在 60 ℃高温下1 000 mA 放电的曲线,添加 LiTFSI 电池的放电平台电压比未添加的高出 0.5 V,其放电容量 3 395 mAh 也远大于没有添加LiTFSI 的放电容量 2 629 mAh,表明高温下的放电性能得到显著提升。

3 、LiTFSI 添加剂对低温放电性能的影响: 电池的低温性能被视为拓宽锂电池使用范围的重要因素之一,也是目前人们日益关心的问题。由于 LiTFSI 具有较高的电导率,可使电池在低温下具有良好的电性能[7]。添加 0.5% LiTFSI 后低温性能得到了提高,放电容量达到了 3 181 mAh,放电电压更平稳,电压平台为 1.29 V。而不加 LiTFSI 的放电容量为 3 053 mAh,电压平台是 1.27 V。说明 LiTFSI 在 Li/FeS2 电池中与在 Li/MnO2 中一样,同样可改善电池的低温放电性能。在 Li/FeS2 电池的 1 mol/L LiI/(DOL+DME)电解液中,添加LiTFSI 作为添加剂可以明显提高 Li/FeS2 电池在高、低温下的放电容量和放电电压,当添加剂浓度为 0.5%时具有最佳的效果。


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