圖1是空白電解液與含F-EPE+ LiTFSI添加劑電解液在正極-Li扣式電池的 LSV 曲線。從數(shù)據(jù)上可以看出添加F-EPE+ LiTFSI的電解液比空白電解液的氧化電流略大,說明添加劑在正極表面會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),參與正極表面膜的生成,這個(gè)與文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果相同。
圖2是空白電解液與F-EPE+LiTFSI添加劑電解液在石墨電極-Li電極上的還原 LSV 曲線,含添加劑的電解液在2.0V 左右出現(xiàn)一個(gè)明顯的還原峰,認(rèn)為是添加劑在石墨電解液表明參與了電化學(xué)反應(yīng)。Wang等已經(jīng)證明過3-(1,1,2,2-四氟乙氧基)-1,1,2,2-(四氟丙烷)(F-EPE)在 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2高壓正極和 石 墨 負(fù) 極 上 的 作 用,實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 說 明 加 入F-EPE可 以 提 高 電 解 液 的 氧 化 穩(wěn) 定 性。 此 外,F-EPE不僅可以 提 高 電 解 液 的 高 壓 性 能,同 時(shí) 起 著 負(fù)極成膜添加劑的作用。
實(shí)驗(yàn)電池 在 4.5V 下的循環(huán)曲線如圖 3 所 示??瞻纂?解 液 在4.5V 下循 環(huán)100次容 量 由687mAh衰減 至126mAh,容量 保 持 率18.34%;使用 了 含 F-EPE+LiTFSI添加劑的電解液,循 環(huán)100次容 量 由680mAh衰減至531mAh,容量保持率為78.1%。使用F-EPE+ LiTFSI添加劑的電解液能夠顯著的提升電池在4.5V 循環(huán)下的壽命,添加劑在正極表面被氧化并能夠形成有效的正極表面膜,進(jìn)而有效的降低正極界面與電解液的副反應(yīng)。
圖4的數(shù)據(jù)是空白電解液和含 F-EPE+ LiTFSI 添加劑 的 電 解 液 電 池 在4.5V 循環(huán) 前 和4.5V 循環(huán)100次后測試的電池阻抗譜。從阻抗數(shù)據(jù)表面,兩種電解液對(duì)分容后電池的阻抗影響較小,說明添加劑在正極和負(fù)極表面參與的氧化/還原反應(yīng),并不會(huì)增大電化學(xué)阻抗;但是循環(huán)100次后,空白電解液電池的阻抗變化明顯大于含添加劑的電解液電池的阻抗變化,說明在沒有添加劑的參與下,正極和負(fù)極界面持續(xù)的發(fā)生電 化 學(xué) 副 反 應(yīng),導(dǎo) 致 電 化 學(xué) 阻 抗 的 持 續(xù) 上升;有添加劑參與成膜后,一定程度上會(huì)抑制正極與電解液界面的副反應(yīng),阻抗變化相對(duì)較小。該數(shù)據(jù)與電池循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)也能夠吻合。