五种1烷基23二甲基咪唑型离子液体的合成及作为lilifeo4电池电解液的研究

Abstract

合成了五种新的1-烷基-2,3-二甲基咪唑二（三氟甲基磺酰）亚胺离子液体（alkyl-DMimTFSI）.以离子液体作为Li/LiFeO4电池电解液,分别考察不同烷基（正丁基、正戊基、正辛基、异辛基和正癸基）对电解液理化性质、界面性质和电池行为的影响.结果表明离子液体的电化学窗口都可以达到5.6V（-0.4～5.2Vvs.Li＋/Li）,显示它们具有较好的电化学稳定性.加入碳酸亚乙烯酯作为添加剂后,离子液体电解液在Li负极形成稳定的固体电解质相界面膜（SEI）,从而提高了Li负极的稳定性,保护了Li片不受腐蚀.电化学阻抗和循环伏安分析进一步揭示LiFeO4正极与离子液体电解液也有良好的兼容性.此外,研究还表明离子液体中烷基种类严重影响它们的电池行为.采用butyl-DMimTFSI和amyl-DMimTFSI电解液体系的电池充放电容量和可逆性明显优于另外三种离子液体,它们的首次放电容量分别达到145和152.6mAh/g,并表现出良好的充放电循环性能.因粘度最大,采用isooctyl-DMimTFSI电解液的电池首次放电容量仅为8.3mAh/g,但添加碳酸丙烯酯（质量比1∶1）稀释后首次放电容量上升至132.4mAh/g