高壓鋰離子電池電解液有哪些類型?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-07 21:55
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高壓鋰離子電池電解液有哪些類型?電解質(zhì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。鋰離子電池高壓陰極材料是近年來研究的熱點(diǎn)。新型電解液體系的開發(fā)是鋰離子高壓電解液研究中最受關(guān)注的方向，主要包括:氟溶劑、腈類化合物、砜類化合物等新型溶劑化合物。
鋰離子電池電解液。JPG
高壓鋰離子電池電解液有哪些類型?
普通鋰離子電池電解液在高壓下的氧化分解限制了高壓鋰離子電池的發(fā)展。然而，開發(fā)合適的電解液添加劑來穩(wěn)定電極/電解液界面在經(jīng)濟(jì)效益上更受研究者的青睞。
(1)新型高壓碳酸鹽電解液
當(dāng)傳統(tǒng)碳酸鹽巖電解液的工作電壓達(dá)到4.5v以上時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧化分解反應(yīng)，使得鋰電池的嵌入式鋰去除過程無法正常進(jìn)行。新型碳酸鹽電解液能有效地改善碳酸鹽電解液的高壓性能。
(2)丁腈高壓電解液
非質(zhì)子型脂肪族二腈化合物NC-(CH)n- cn (n=3~8)是一種耐高壓、安全的電解質(zhì)。當(dāng)電壓為7 ~ 8V時(shí)，具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，具有較高的著火點(diǎn)和閃點(diǎn)。在丁腈溶劑中加入EC或DMC可以顯著改善丁腈電解液與石墨電極的相容性，提高鋰的溶解度。此外，1、3、6-己烷三腈因其高溫儲(chǔ)存和循環(huán)性能，在高壓鋰電池電解液應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。但如何降低丁腈溶劑的毒性和生產(chǎn)成本，仍是電池應(yīng)用中亟待解決的問題。
砜高壓電解液
亞砜類有機(jī)物的介電常數(shù)均在40以上，電壓穩(wěn)定在5.5v以下。例如，亞砜(SL)是一種常見的溶劑，具有介電常數(shù)高、電化學(xué)窗口寬、極性強(qiáng)等特點(diǎn)。但亞砜類有機(jī)物粘度高，熔點(diǎn)高，與石墨陰極材料相容性差。添加劑常用于降低電解質(zhì)的粘度和增加其導(dǎo)電性。因此，仍有必要提高亞砜電解液的安全性能，降低亞砜的粘度。
(4)離子液體高壓電解液
離子液體是由陰離子和陰離子組成的室溫熔鹽，具有高閃點(diǎn)、高燃點(diǎn)、低揮發(fā)性、高介電常數(shù)、寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口等特點(diǎn)。目前，負(fù)離子多定義為TFSI-，在低電位下易還原為不溶性的Li+化合物，在鋰和石墨陽極表面形成鈍化膜。吡咯和哌啶類電解質(zhì)在2.5 ~ 4.8v時(shí)具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，但電導(dǎo)率較低，電阻較高。咪唑類化合物的導(dǎo)電性高，但其循環(huán)穩(wěn)定性差，需要進(jìn)一步改進(jìn)。
總的來說，鋰離子電池的高壓電解液已經(jīng)引起了許多研究者的關(guān)注，成為鋰離子電池電解液的主要研究方向。不同的高壓電解液系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)。隨著研究的深入，新型溶劑體系電解質(zhì)將有更廣闊的應(yīng)用前景。
