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锂离子电池固体电解质界面膜（SEI）的研究

作　者: 罗倩
导　师: 廖小珍
学　校: 上海交通大学
专　业: 化学工程
关键词: 锂离子电池固体电解质界面膜方法研究
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

对锂离子电池来讲，首次充放电过程中形成的负极SEI膜，有效地阻止了溶剂与活性材料的副反应，防止了溶剂分子的共嵌入，SEI膜性能的优劣直接影响到电池的循环性能、使用寿命、自放电及安全等性能。为了研究SEI膜的形成机理，探索SEI膜的影响因素，改善SEI膜的性能，本文以方型铝壳锂离子电池作为研究对象，针对化成条件进行DOE实验设计，采用恒流-恒压充放电、交流阻抗图谱等电化学测试技术对电池的循环性能、电极阻抗、极化电位等电化学性能进行了分析，并综合应用红外光谱技术、热重技术等对SEI膜的组成、热稳定性等性能进行研究。采用多种技术建立了综合评定SEI膜性能优劣的方法，通过对温度、电流和荷电态等化成条件进行DOE实验，获得不同性能的SEI膜，并对其进行综合评估。结果表明，化成过程中，采用0.05C的化成电流，温度为30℃，充电至30%荷电态下封口，上述化成条件下形成的SEI膜综合性能最优。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 SEI 膜研究方法文献综述  9-22
  1.1 引言  9
  1.2 SEI 膜形成机理  9-10
  1.3 SEI 膜的主要影响因素  10-11
  1.4 SEI 膜研究方法  11-22
    1.4.1 电化学方法  11-13
    1.4.2 显微法  13-17
    1.4.3 热分析法  17-18
    1.4.4 谱学法  18-21
    1.4.5 小结  21-22
第二章化成条件的实验  22-33
  2.1 引言  22
  2.2 实验  22-23
    2.2.1 实验原料  22
    2.2.2 实验仪器和设备  22-23
    2.2.3 实验方法  23
  2.3 结果分析与讨论  23-31
    2.3.1 电芯水含量实验  23-27
    2.3.2 化成实验  27-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章建立综合评定 SEI 膜性能的方法及优化化成条件  33-57
  3.1 引言  33
  3.2 DOE 实验设计  33-36
    3.2.1 DOE 实验设计方案  33-34
    3.2.2 DOE 实验概述  34
    3.2.3 SEI 膜的评估方法  34-35
    3.2.4 影响 SEI 膜评估的因素分析  35-36
  3.3 结果与讨论  36-48
    3.3.1 库仑效率  36-38
    3.3.2 常温循环容量保持率  38-39
    3.3.3 低温循环的负极电位和恒流段时间  39-41
    3.3.4 高温储存后负极电位、容量保持率  41-42
    3.3.5 Rsei与 Csei  42-43
    3.3.6 SEI 膜分解温度及放热量  43-44
    3.3.7 极化电位  44-45
    3.3.8 傅里叶变换红外光谱  45-46
    3.3.9 小结  46-48
  3.4 DOE 实验结果的主效应分析  48-55
    3.4.1 首次库仑效率  48-50
    3.4.2 第二次库仑效率  50-51
    3.4.3 Rsei  51
    3.4.4 高温储存后容量保持率  51-53
    3.4.5 SEI 膜的起始分解温度与放热量  53-54
    3.4.6 响应曲面分析  54-55
  3.5 本章总结  55-57
第四章结束语  57-58
  4.1 主要工作与创新点  57
  4.2 后续研究工作  57-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  62

锂离子电池固体电解质界面膜（SEI）的研究

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