纳米硅在含添加剂的高浓度电解液中循环特征及其表面协同成膜的研究

• 作者: 常增花 韩富娟 杨夕馨 王建涛 卢世刚
• 来源期刊: 电化学
• 关键词: 锂离子电池 纳米硅负极 高浓度电解液 添加剂
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 查全性院士纪念专辑|Memorial Special Issue for Professor Chuansin Cha
• 页码范围: 759-771
• 页数: 13页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.200645

摘要

本文研究了在LiFSI-(PC)3高浓度电解液中添加剂对于纳米硅材料的循环性能的影响,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析了循环过程纳米硅材料及其电极的结构和表面SEI膜演化的特征.结果表明,添加剂能够改善纳米硅材料的循环性能,在LiFSI-(PC)3高浓度电解液中循环300周材料比容量为574.8 mAh·g-1,而含有3％LiDFOB、3％FEC、3％TMSB的添加剂的高浓度电解液中,比容量分别为1142.9、1863.6和1852.2 mAh·g-1.作者分析认为,在LiFSI-(PC)3浓溶液中LiFSI优先于PC在纳米硅表面发生成膜反应,形成的SEI膜由以无机物主导的内层膜和以有机物主导的外层膜组成,而在含添加剂的高浓度电解液中,添加剂和LiFSI协同参与SEI成膜反应,形成的内层膜能够减缓PC溶剂参与外层的成膜反应,由此形成的SEI膜能够抑制循环过程中SEI膜的过度生长,更好地抑制了纳米硅的粉化,纳米硅材料及其电极结构稳定性更好,材料表现出更好的循环性能.