CIBF交流會(huì)Tadahiko KUBOTA演講：非石墨電極上依賴于溶劑的固體電解質(zhì)界面
6月20日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦的第十一屆“中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)”在深圳會(huì)展中心開幕。本次交流會(huì)以“動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池”為主題，重點(diǎn)關(guān)注了電池應(yīng)用領(lǐng)域。全球50多位電池業(yè)界頂級(jí)專家亮相交流會(huì)并發(fā)表了主題演講，來(lái)自50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的800多名行業(yè)專家、學(xué)者和企業(yè)家與會(huì)。圖為來(lái)自日本Sony公司的Tadahiko KUBOTA博士在CIBF2014中國(guó)國(guó)際電池技術(shù)交流會(huì)上發(fā)表主題演講。
Tadahiko KUBOTA：
謝謝邀請(qǐng)我來(lái)參加規(guī)模如此宏大的論壇，我來(lái)自索尼。索尼是一家電影公司，也是一家游戲公司。在日本我們從事大規(guī)模的英特爾網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，并在其他領(lǐng)域有很多業(yè)務(wù)。索尼從1991年就開始生產(chǎn)鋰離子電池，主要用于電子車。2003年我們生產(chǎn)了用于混合動(dòng)力車的方形電池?，F(xiàn)在我們也開始和一些電網(wǎng)合作。在日本，我們有很大的工廠，在新加坡有龐大的分支機(jī)構(gòu)。
今天，我要講的是在固體電解質(zhì)的界面使用FEC的效果，以及我們?cè)谶@方面的做法。我們認(rèn)為在多次充放電的電解質(zhì)中，加入FEC后性能會(huì)大大提高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，硅負(fù)極材料在加入FEC后會(huì)變得高效。在XPS的循環(huán)圖上，我們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度和其他性能都有所提高。在氧氣方面加了FEC的電解質(zhì)會(huì)比只加了EC的要??；但在膜的厚度方面，加了FEC之后會(huì)比加了EC的厚度要小，也就是說(shuō)加了FEC之后膜的厚度會(huì)更小。通過(guò)分析儀的分析，我們可以獲得這些分子和分子數(shù)的一些化學(xué)信息。我們發(fā)現(xiàn)所有的元素都有非常低的檢測(cè)限制，而且可以讓我們得出好的解決方案。通過(guò)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，加入了FEC的電解質(zhì)出現(xiàn)的峰值較少，沒有加FEC的電解質(zhì)出現(xiàn)的峰值較多。我還研究了其他的一些化學(xué)元素，比如Li3O在不加EC的情況之下出現(xiàn)了很多峰值，LiF在加了FEC的情況下峰值也要高很多的。
復(fù)合組成物的過(guò)程是先加入Li，然后加入氟，釋放出HF，最后形成一個(gè)分子式。如果直接去除HF就不能直接形成這樣的分子式，因此，如果加了FEC就可以得出這樣的結(jié)果：加EC有更高的氧氣密度，層面更厚；而加FEC后氟密度會(huì)更高，厚度會(huì)更小，碳水化合物也會(huì)更少。由此可見加了FEC之后氧的含量小于加了EC的結(jié)果，而表面氟的含量是加了FEC大于EC。
下面要講的是電解質(zhì)體質(zhì)的改進(jìn)。我們要比較VC、DFEC、FEC、EC，使用XPS來(lái)測(cè)SEI的構(gòu)成。EC比FEC好，VC比EC好很多，但比其余兩個(gè)差。當(dāng)將放電介質(zhì)的電壓從4.2轉(zhuǎn)變成2.7或2.0時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的壽命大概下降了2.5%。在低壓的情況下，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都同樣有化學(xué)物。我發(fā)現(xiàn)了一些分解的物質(zhì)，其中VC是最高的，而FEC的峰值最高。以VC為基礎(chǔ)的電解質(zhì)，其主要成分來(lái)源于EC和EF6；以EC和FEC為基礎(chǔ)的電解質(zhì)主要是鋰氟復(fù)合物，它來(lái)自FEC和DFEC的還原。放電情況之下，VC的SEI要比其他的三種的性能更強(qiáng)。
因此我們得出結(jié)論：FEC是很好的溶液，也是以鋅和硅電解質(zhì)為基礎(chǔ)的很好的添加劑。FEC的SEI非常穩(wěn)定，這種穩(wěn)定性的提高，可以提高電池壽命。
謝謝。
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