编号：CYYJ043749

篇名：双三甲基硅氧基甲基硅烷在5.0 V高电压镍锰酸锂电池开发中的应用研究

作者： 何思聪 张朝阳 陶丽娟 王石泉 曾嵘 刘建文

关键词： 锂离子电池 电解液 高电压 硅烷类

机构： 湖北大学化学化工学院 湖北大学新能源与电气工程学院 湖北万润新能源科技股份有限公司

摘要： 尖晶石镍锰酸锂材料(LiNi _(0.5 )Mn _(1.5 )O_( 4)、LNMO)有着高充放电电压平台(约4.7 V),可提供约250 Wh·kg-1的能量密度,成本相对较低,符合高能量密度电池的要求。高电压平台的LNMO正极对电解液有着更加苛刻的要求,高电压下传统电解液中碳酸酯类易分解,酸性产物以及电池中痕量水不断促进分解反应正向进行,侵蚀正极材料增大阻抗,严重影响电池性能。本工作引入价格低廉的双三甲基硅氧基甲基硅烷(HTMS)作为高电压添加剂,HTMS中的硅氧键(Si—O)可结合酸性产物,减缓其对正极材料的腐蚀,同时电解液配方中氟代碳酸乙烯酯(FEC)配合HTMS巩固电极-电解液之间的界面,形成含氟化锂(LiF)、有机硅化合物的低阻抗界面层。组装的Li/LNMO电池在5 V下以1C循环100圈后有着120.78 mAh·g-1的高容量,同时电池在-20℃特种低温环境下仍可1C循环200圈,比容量也高达103.96 mAh·g-1,明显优于传统电解液。这项工作为5.0 V高电压下的锂离子电池特种电解液配方设计提供了新的方向。