锂离子电池硅负极中副反应导致的容量衰减
材料科学
2020-02-19 v3
摘要
研究表明，在锂化/脱锂循环过程中，新暴露的电极表面持续发生的电解液还原反应会降低循环效率，从而导致循环良好的锂离子电池硅负极容量衰减。利用Li/Si半电池多次循环的恒电流锂化/脱锂数据，本文提出了一种将主反应（硅的锂化/脱锂）电荷与副反应（电解液还原）电荷分离的方法。在环境温度下，对循环良好的非晶硅薄膜电极，估算了以下三种常用锂离子电解液配方的寄生副反应速率：含和不含氟代碳酸乙烯酯(FEC)添加剂的碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯混合物(EC:DEC)，以及碳酸丙烯酯(PC)，所有配方均含有1.2 M六氟磷酸锂。在三种配方中，含有FEC添加剂的EC:DEC电解液因副反应导致的库仑损失最低，其次是PC，不含FEC添加剂的EC:DEC（即EC:DEC + FEC > PC > EC:DEC）。本文在自放电、容量衰减、电池管理系统算法开发以及锂离子电池精确数学建模的背景下，讨论了估算循环良好电极上副反应速率的重要性。
引用
@article{arxiv.1201.1429,
title = {Capacity Fade due to Side-reactions in Silicon Anodes in Lithium-ion Batteries},
author = {Vijay A. Sethuraman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.1429},
year = {2020}
}