t%TN2的Si/Li半電池充放電循環(huán)性能測(cè)試曲線 [0039] 圖9:電解液LB303、以及添加0.5wt. %，lwt. %DN1的Si/Li半電池的阻抗測(cè)試 [0040] 圖10:Si電極使用電解液LB303，LB303+0.5wt. %DN2電池循環(huán)測(cè)試曲線；
[0041 ] 圖11:電解液LB303,以及添加5wt%和10wt%DFSM2的Si/Li半電池充放電循環(huán)性 能測(cè)試曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合具體實(shí)例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā) 明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào) 整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043] 除特別說明，本發(fā)明使用的設(shè)備和試劑為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購產(chǎn)品。
[0044] 納米Si和Si/C復(fù)合電池負(fù)極極片制作
[0045] 在所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，將納米Si(30~50nm)和Si/C材料分別作為活性材料、CMC作為 粘結(jié)劑，乙炔黑作為導(dǎo)電劑，按質(zhì)量百分比為7:1:2混合，球磨lh制備混合漿料，涂膜在銅箱 基流體上，置于真空烘箱中80°C干燥24小時(shí)，制備得到Si和Si/C電極。
[0046] 實(shí)施例1
[0047]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC:DMC(v: V: v=l: 1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液LB303;向上述基礎(chǔ)電解液中 加入占電解液總質(zhì)量5%，10%和20%的BNS制備混合電解液，然后以Si或Si/C負(fù)極為工作 電極，以鋰片為對(duì)電極，以聚乙烯膜為隔膜，用混合電解液分別制備扣式半電池(CR2025)。 電池具體測(cè)試方法:在室溫25°C，將硅基負(fù)極半電池在深圳新威電池充放電測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn) 行恒定電流充放電測(cè)試，充放電截止電壓范圍為〇~1.5V，充放電電流密度為400mA/g，循環(huán) 100次。測(cè)試結(jié)果見圖1和圖2。
[0048]圖1為Si/C電極使用添加不同含量BNS電解液的電池充放電循環(huán)性能測(cè)試曲線，由 圖可見添加10 %BNS電池具有最好的循環(huán)性能，首次庫倫效率82 %，首次放電比容量 138911^11/^，100次循環(huán)后比容量為103511^11/^，容量保持率74.5%。圖2是電解液謂1^?卩 6/ BNS測(cè)試Si負(fù)極的CV曲線，圖中可見，電解液首次循環(huán)還原過程中，在1.7V和1. IV位置有明 顯的還原峰，應(yīng)該是BNS在電極表面分解形成SEI膜，并在第二圈循環(huán)消失。
[0049] 對(duì)比例1
[0050] 在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC :DMC(V:V:V=l:l:l)的電解液作為基礎(chǔ)電解液。然后以Si或Si/C負(fù)極為工 作電極，以鋰片為對(duì)電極，以聚乙烯膜為隔膜，用該基礎(chǔ)電解液制備扣式半電池(CR2025)。 電池具體測(cè)試方法同實(shí)施例1，測(cè)試結(jié)果見圖3。
[0051 ] 對(duì)比例2
[0052]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/ (EC: DEC: DMC (v: v: v = 1:1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液；向上述基礎(chǔ)電解液中加入 占電解液總質(zhì)量10%的氟代碳酸乙烯酯(FEC)制備混合電解液，然后以Si或Si/C負(fù)極為工 作電極，以鋰片為對(duì)電極，以聚乙烯膜為隔膜，用該混合電解液制備扣式半電池(CR2025)。 電池具體測(cè)試方法同實(shí)施例1，測(cè)試結(jié)果見圖3。
[0053]圖 3為Si 和 Si/C電極使用電解液 LB303，LB303+10%FEC，LB303+10%BNS 電池循環(huán) 測(cè)試曲線，由圖可見，使用電解液LB303，LB303+FEC，LB303+BNS，Si電極電池的首次放電比 容量分別為3509，3575，3894mAh/g，首次庫倫效率分別為77.1，86.4，86.2%，經(jīng)過100次循 環(huán)后放電比容量分別為136，1305,2047滅11/^，容量保持率分別為5.0,41.7,60.8%。而對(duì)于 Si/C電極電池經(jīng)過100次循環(huán)后的放電比容量分別為502,876,1035mAh/g，容量保持率為 46.9,78.6,88.1%。所以對(duì)于3丨和3丨/(：電極，使用1^303+8吧電解液電池都具有最好的循環(huán) 性能。
[0054] 實(shí)施例2
[0055]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC:DMC(v: v: v=l: 1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液LB303;向上述基礎(chǔ)電解液中 加入占電解液總質(zhì)量3%的BNS制備混合電解液，然后以氧化亞硅負(fù)極為工作電極(氧化亞 娃來源于深圳貝特瑞公司，Si/Carbon black/Binder = 60/30/10)，以鋰片為對(duì)電極，以聚 乙烯膜為隔膜，用混合電解液分別制備扣式半電池(CR2025)。電池具體測(cè)試方法:在室溫25 °C，將氧化亞硅半電池在深圳新威電池充放電測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行恒定電流充放電測(cè)試，充放 電截止電壓范圍為0~1.5V，充放電電流密度為100mA/g。測(cè)試結(jié)果見表1。
[0056] 對(duì)比例3
[0057]采用實(shí)施例2相同的方法制作電池，以3%碳酸亞乙烯酯(VC)添加測(cè)試電池的循環(huán) 性能作為對(duì)比，測(cè)試結(jié)果見表1，表1為氧化亞硅電極使用LB303，LB303+3%VC，LB303+3% BNS的循環(huán)數(shù)據(jù)，如表1所示。
[0058] 表1
[0059]
[0060]從表1可以看出，氧化亞硅電池在添加了3%BNS后，在首次容量、充放電效率方面 有突出效果。
[0061 ] 實(shí)施例3
[0062]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC:DMC(v: v: v=l: 1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液LB303;向上述基礎(chǔ)電解液中 加入占電解液總質(zhì)量10%的SN1制備混合電解液，然后以Si負(fù)極為工作電極，以鋰片為對(duì)電 極，以聚乙烯膜為隔膜，用混合電解液分別制備扣式半電池(CR2025)。電池具體測(cè)試方法： 在室溫25°C，將硅負(fù)極半電池在電化學(xué)工作站上進(jìn)行阻抗測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖4,添加 SN1后 電池的阻抗明顯減小。
[0063] 實(shí)施例4
[0064]以DESCN和DMSCN為添加劑，按照實(shí)施例1的方式配置電解液、制作電池、并進(jìn)行測(cè) 試，測(cè)試結(jié)果如圖5、圖6所示。圖5為Si電極使用電解液LB303，以及添加 DESCN電解液的電池 經(jīng)過3次充放電循環(huán)后交流阻抗測(cè)試。阻抗譜可見，添加 DESCN后，電池的阻抗值明顯減?。?含1%DESCN電池阻抗值約為36 Ω ;含5%DESCN電池阻抗值約為80 Ω。而LB303電池膜阻抗值 約為200 Ω。更小的膜阻抗有利于鋰離子的快速傳輸。
[0065] 圖6為電解液LB303,以及添加0.1%DMSCN的Si/Li半電池充放電循環(huán)性能測(cè)試曲 線。圖上可見，添加0.1%DMSCN，33個(gè)循環(huán)前后的充電比容量分別為3130mAh/g和1921mAh/ g，而LB303的電池循環(huán)前后的充電比容量分別為2440mAh/g和1502mAh/g。可見添加少量的 DMSCN可以明顯提高電池的容量，改善電池性能。
[0066] 實(shí)施例5
[0067]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC:DMC(v: v: v=l: 1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液LB303;向上述基礎(chǔ)電解液中 加入占電解液總質(zhì)量3 %的MFGC，然后以Si負(fù)極為工作電極，以鋰片為對(duì)電極，以聚乙烯膜 為隔膜，用該電解液制備扣式半電池(CR2025)。電池具體測(cè)試方法:在室溫25°C，將硅基負(fù) 極半電池在深圳新威電池充放電測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行恒定電流充放電測(cè)試，充放電截止電壓范 圍為0~1.5V，充放電電流密度為500mA/g，循環(huán)100次。測(cè)試結(jié)果見圖7。
[0068] 實(shí)施例6
[0069] 在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC:DMC(v: V: v=l: 1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液LB303;向上述基礎(chǔ)電解液中 加入占電解液總質(zhì)量3%的TFGC。電池組裝及測(cè)試同實(shí)施例1，測(cè)試結(jié)果見圖7。
[0070] 對(duì)比例4
[0071]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/ (EC: DEC: DMC (v: v: v = 1:1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液。電池組裝及測(cè)試同實(shí)施例 1，測(cè)試結(jié)果見圖7。
[0072] 對(duì)比例5
[0073]在水份和氧含量小于lOppm的氬氣手套箱中，配制鋰離子電池電解液：將1M LiPF6/(EC:DEC:DMC(v: v: v=l: 1:1)的電解液作為基礎(chǔ)電解液LB303;向上述基礎(chǔ)電解液中 加入占電解液總質(zhì)量3%的FEC。電池組裝及測(cè)試同實(shí)施例1，測(cè)試結(jié)果見圖7。
[0074] 圖7為電解液LB303,以及添加 FEC，MFGC，TFGC的Si/Li半電池充放電循環(huán)性能測(cè)試 曲線，由圖可見，電解液LB303,以及添加 FEC，MFGC，TFGC的電池首次放電比容量分別為 2945 · 7，3039，260 · 4，2720 · 9mAh/g，100 次循環(huán)后放電比容量分別為 808 · 9，114