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 HE Sicong;ZHANG Chaoyang;TAO Lijuan;WANG Shiquan;ZENG Rong;LIU Jianwen

作者机构：湖北大学化学化工学院湖北武汉430062 湖北大学新能源与电气工程学院湖北武汉430062 湖北万润新能源科技股份有限公司湖北十堰442500 

基　　金：国家自然科学基金(21978073、U190321) 湖北省重点研发计划项目(2023BAB148) 武汉都市圈协同创新项目(2024070904020440)资助 

出 版 物：《湖北大学学报(自然科学版)》 (Journal of Hubei University:Natural Science)

年 卷 期：2025年第47卷第2期

页      码：289-299页

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。

主 题 词：锂离子电池 电解液 高电压 硅烷类 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-2375.2025.02.015

馆 藏 号：203157618...