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CIBF交流会Tadahiko KUBOTA演讲:非石墨电极上依赖于溶剂的固体电解质界面
发布时间:2014-06-25 11:57:50
关键词:CIBF2014CIBF电池展电池行业

 

  6月20日,由中国化学与物理电源行业协会主办的第十一届“中国国际电池技术交流会”在深圳会展中心开幕。本次交流会以“动力电池和储能电池”为主题,重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲,来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。图为来自日本Sony公司的Tadahiko KUBOTA博士在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。

  Tadahiko KUBOTA:
  谢谢邀请我来参加规模如此宏大的论坛,我来自索尼。索尼是一家电影公司,也是一家游戏公司。在日本我们从事大规模的英特尔网络实验,并在其他领域有很多业务。索尼从1991年就开始生产锂离子电池,主要用于电子车。2003年我们生产了用于混合动力车的方形电池。现在我们也开始和一些电网合作。在日本,我们有很大的工厂,在新加坡有庞大的分支机构。
  今天,我要讲的是在固体电解质的界面使用FEC的效果,以及我们在这方面的做法。我们认为在多次充放电的电解质中,加入FEC后性能会大大提高。通过实验我们发现,硅负极材料在加入FEC后会变得高效。在XPS的循环图上,我们发现强度和其他性能都有所提高。在氧气方面加了FEC的电解质会比只加了EC的要小;但在膜的厚度方面,加了FEC之后会比加了EC的厚度要小,也就是说加了FEC之后膜的厚度会更小。通过分析仪的分析,我们可以获得这些分子和分子数的一些化学信息。我们发现所有的元素都有非常低的检测限制,而且可以让我们得出好的解决方案。通过对比我们发现,加入了FEC的电解质出现的峰值较少,没有加FEC的电解质出现的峰值较多。我还研究了其他的一些化学元素,比如Li3O在不加EC的情况之下出现了很多峰值,LiF在加了FEC的情况下峰值也要高很多的。
  复合组成物的过程是先加入Li,然后加入氟,释放出HF,最后形成一个分子式。如果直接去除HF就不能直接形成这样的分子式,因此,如果加了FEC就可以得出这样的结果:加EC有更高的氧气密度,层面更厚;而加FEC后氟密度会更高,厚度会更小,碳水化合物也会更少。由此可见加了FEC之后氧的含量小于加了EC的结果,而表面氟的含量是加了FEC大于EC。
  下面要讲的是电解质体质的改进。我们要比较VC、DFEC、FEC、EC,使用XPS来测SEI的构成。EC比FEC好,VC比EC好很多,但比其余两个差。当将放电介质的电压从4.2转变成2.7或2.0时,会发现它的寿命大概下降了2.5%。在低压的情况下,EC的原子密度要比FEC和VC高一些。VC碳的含量是最高的,而EC、DFEC和VC都同样有化学物。我发现了一些分解的物质,其中VC是最高的,而FEC的峰值最高。以VC为基础的电解质,其主要成分来源于EC和EF6;以EC和FEC为基础的电解质主要是锂氟复合物,它来自FEC和DFEC的还原。放电情况之下,VC的SEI要比其他的三种的性能更强。
  因此我们得出结论:FEC是很好的溶液,也是以锌和硅电解质为基础的很好的添加剂。FEC的SEI非常稳定,这种稳定性的提高,可以提高电池寿命。
  谢谢。
 

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作者: 吴丽娟      稿件来源: 电池中国
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