為了進一步分析影響LiFePO4:石墨電池高溫循環(huán)性能的因素,測試了兩組分別含有LiPF6和LiODFB的不同電解液的石墨扣式電池的電化學(xué)交流阻抗,考察兩種電解液對高溫循環(huán)后SEI膜阻抗的影響。每組EIS測試含有三個不同狀態(tài)的電池,分別為:(A)在室溫下循環(huán)5周后的石墨/Li電池; (B)在60℃條件下循環(huán)30周的石墨/Li電池; (C)將在60℃條件下循環(huán)30周的LiFePO4/石墨電 池拆開,取出石墨負極,所制成的石墨/Li半電池。 所有石墨電極都在0.1 V,滿電荷狀態(tài)下進行測試。
由表1結(jié)果可以看出,常溫循環(huán)后的LiPF6基 和LiODFB基石墨/Li半電池的膜阻抗值分別為 34.89和40.10 歐姆,說明在LiODFB基電解液中所形 成的SEI膜更為致密。60℃循環(huán)后的LiPF6基和LiODFB基石墨/Li半電池的膜阻抗值都有所增大, 分別為83.99和68.91,且LiPF6基半電池阻抗增大得更快,因為LiPF6基電解液在石墨表面形成的 SEI膜熱穩(wěn)定性差,在高溫環(huán)境下PF6-及其產(chǎn)物PF5 與溶劑分子生成HF,HF又與負極SEI膜的主要成 分ROCO2Li、Li2O、ROLi等反應(yīng)生成Li2CO3和LiF, 嚴重阻礙鋰離子在石墨上的遷移,使得SEI膜阻抗增大,說明在LiODFB基電解液中所形成的SEI膜 熱穩(wěn)定性更好。
什么是EIS測試:
電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy,簡稱EIS):給電化學(xué)系統(tǒng)施加一個頻率不同的小振幅的交流電勢波,測量交流電勢與電流信號的比值(此比值即為系統(tǒng)的阻抗)隨正弦波頻率ω的變化,或者是阻抗的相位角Φ隨ω的變化。
電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy,簡稱EIS):給電化學(xué)系統(tǒng)施加一個頻率不同的小振幅的交流信號,測量交流信號電壓與電流的比值(此比值即為系統(tǒng)的阻抗)隨正弦波頻率ω的變化,或者是阻抗的相位角Φ隨ω的變化。進而分析電極過程動力學(xué)、雙電層和擴散等,研究電極材料、固體電解質(zhì)、導(dǎo)電高分子以及腐蝕防護等機理。
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