LiPO2F2 as an effective additive to improve SEI performance of graphite electrodes

摘要

鋰離子電池首圈化成時，於電解質與負極活性材表面間生成一層固態電解質界面 (Solid Electrolyte Interface，SEI)，此界面生成來自於電解液處低電 壓不穩定態發生還原反應，SEI 膜為在表面生成的鈍化膜，是鋰離子優良導體，允?鋰離子自由進出活性材料，同時，是電子絕緣體，有效阻止電子傳遞於負極材料與電解液中，因此有效抑制電解液持續性還原，並避免電池內部短路，且防止溶劑分子嵌入活性材料而造成破壞。然而，較厚且不均勻的SEI 的生成也會增加鋰離子的不可逆消耗，而在電容量上的損失。 改善SEI 膜有效使電池效能上的提升，其中加入少量添加劑為相對經濟利益上佔優勢的方法，極少量的物質卻能大幅優化電池性能，本研究以二氟磷酸鋰 (LiPO2F2) 作為添加劑於改良SEI 性能研究，LiPO2F2 分子中含有鋰離子，有效增強鋰離子的傳遞，且氟離子的高電負度使最低未佔滿軌域降低，優先於電解液還原反應前生成保護膜，另外，分子結構中的不飽和雙鍵使分子反應活性提高，期?些少二氟磷酸鋰的加入於電性上的提升，且透過表面與影像分析於添加劑的作用機理上的推測。 研究結果顯現二氟磷酸鋰作為添加劑，改變電池中電化學反應路徑，降低第一圈不可逆性，且經過50 圈循環，保有較高的維持率93 5%。電化學交流阻抗中，添加劑的加入使電池運作過程阻抗大幅降低，眾多結果證明二氟磷酸鋰作為添加劑於鋰離子電池未來應用上的優勢性。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Jow-Lay Huang (Supervisor)