Page 150 - 《精细化工》2022年第4期

·786· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

数为 0.5%的 2-TB、3-TB 和 4-TB 电解液电池的循 序为邻位、对位优先于间位，STD 最后。在首次充
环伏安测试（第 3 次氧化还原）曲线。 放电时氟代苯腈类化合物优先于碳酸酯溶剂在电极
表面发生还原反应，生成 CEI 膜保护钴酸锂正极。
该图可预测邻、对位氟代苯腈类添加剂体系电池的
稳定性更为出色。
2.5 电池循环性能
图 5 为 STD 与分别含有质量分数为 0.5%的
2-TB、3-TB 和 4-TB 电解液电池的循环曲线。

图 3 不同电解液电池的循环伏安测试曲线
Fig. 3 Cyclic voltammetry curves of batteries with different
electrolytes

从图 3 可以看到，STD、2-TB、3-TB、4-TB 分
别在 4.245、4.185、4.161 和 4.245 V 处出现氧化峰，
在 3.723、3.757、3.760 和 3.753 V 处出现还原峰，

氧化还原电位差分别为 522、428、401 和 492 mV， 图 5 不同电解液电池的循环性能
2-TB、3-TB 和 4-TB 比 STD 的氧化还原电位差分别 Fig. 5 Cycle performance of batteries with different
electrolytes
减小了 94、121 和 30 mV，电池的可逆程度均优于
STD。氟代苯腈类化合物在电极表面成膜后保护了 由图 5 可以看出，循环 30 圈后 STD 的容量保
电极，电池可逆程度提高，对于电池的可逆性，间 持率为 86.78%，而 2-TB、3-TB 和 4-TB 的容量保
位最高，其次是邻位，对位最低。这是因为，处于 持率分别为 92.49%、97.03%、89.42%。对稳定性数
对位的三氟甲基和苯腈结构更活泼，更容易与电极 据比较可知，4-TB 的容量保持率虽不是最高，但放
表面作用生成 CEI 膜，固定了更多的锂离子。 电比容量最高，其次是 2-TB、3-TB，STD 最低。说
2.4 首次充放电差分容量分析 明分子 LUMO 能级越低，其活性越高，越优先于溶
图 4 为不含添加剂（STD）和分别含有质量分 剂氧化分解，形成一层 CEI 保护膜，CEI 膜表面的
数为 0.5%的 2-TB、3-TB 和 4-TB 电解液电池首次 三氟甲基弱极性可以阻止电解液与正极接触分解，
充放电差分容量（dQ/dV）与电压的关系曲线。 保护钴酸锂材料结构不被破环，提高电池的稳定性。
苯环上邻、对位—CF 3 基团电子云密度高，活性低。
因此，2-TB、4-TB 的电化学稳定性高于 3-TB。
图 6 为不同电解液体系的 LiCoO 2 /Li 半电池在
第 30 圈的充放电曲线

图 4 不同电解液电池的首次充放电的差分容量与电压
之间的关系
Fig. 4 Relationship between differential capacity and
voltage at the first charge and discharge of
batteries with different electrolytes
图 6 不同电解液电池的第 30 圈放电比容量
由图 4 可以明显看出，充电过程中 2-TB、3-TB Fig. 6 The 30th cycle charge-discharge specific capacity
和 4-TB 在 3.49、3.85 和 3.50 V 处出峰，且反应顺 of batteries with different electrolytes