通過電解液改善鋰電池低溫性能有哪些途徑？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-21 21:46
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電解質
電解液作為鋰離子電池的重要組成部分，不僅決定著鋰離子在液相中的遷移率，而且參與了sei膜的形成，對sei膜的性能起著關鍵作用。低溫下，電解液粘度增大，電導率降低，sei膜阻抗增大，電解液與正負極材料的相容性變差，大大降低了電池的能量密度和循環(huán)性能。
目前，提高電解液低溫性能的方法有兩種：
（1）通過優(yōu)化溶劑組成，采用新型電解質鹽，提高了電解液的低溫電導率。
（2）采用新的添加劑改善sei薄膜的性能，有利于li+在低溫下的導電。
一。優(yōu)化溶劑組成
電解液的低溫性能主要取決于其低溫共熔點。如果熔點過高，電解液在低溫下容易結晶析出，嚴重影響電解液的導電性。碳酸乙烯酯（ec）是電解液的主要溶劑組分，但其熔點為36℃，在低溫下，其在電解液中的溶解度降低甚至析出，對電池的低溫性能有很大影響。通過加入低熔點、低粘度組分，降低溶劑的ec含量，可以有效降低電解液的低溫粘度和共熔點，提高電解液的電導率。
Kasprzyk等人通過將EC和聚乙二醇二甲醚混合制得非晶態(tài)電解質。只有在-90℃附近出現(xiàn)玻璃化轉變溫度點，大大改善了電解液的低溫性能。在-60℃時，其電導率仍達到0.014ms·cm-1，為鋰離子電池在極低溫下的使用提供了良好的性能。很好的解決方案。
鏈羧酸鹽溶劑具有較低的熔點和粘度，介電常數(shù)適中，對電解液的低溫性能有很好的影響。Dong等人以乙酸乙酯（ea）為助溶劑，雙三氟甲基磺酸鋰為電解質鹽。電解液的理論熔點達到-91℃，沸點達到81℃，結果表明，即使在-70℃的極低溫下，電解液的離子電導率也達到0.2ms·cm-1。以有機電極為正極，以1,4,5,8-萘酐衍生的聚酰亞胺為負極時，電池在-70℃室溫下仍有70%的容量。
斯馬特等人。采用鏈羧酸鹽作為電解液助溶劑，對改善電池低溫性能進行了大量的研究。結果表明，乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸甲酯和丁酸甲酯共溶劑可以改善電解液的低溫電導率，大大改善電池的低溫性能。
2種新電解質
電解質鹽是電解液的重要組成部分之一，也是獲得優(yōu)良低溫性能的關鍵因素。目前，商用電解液鹽是六氟磷酸鋰，所形成的sei膜阻抗大，導致其低溫性能差，開發(fā)新型鋰鹽迫在眉睫。四氟硼酸鋰離子半徑小，易締合，電導率低于lipf6，但低溫下電荷轉移阻抗小，作為電解質鹽具有良好的低溫性能。
Zhang等人用linio2/石墨作電極材料。結果表明，libf4在低溫下的電導率低于lipf6，但在-30℃時的容量為室溫下容量的86%，而lipf6基電解液的容量僅為室溫下容量的72%。這是因為libf4基電解液的電荷轉移阻抗小，低溫極化小，電池的低溫性能較好。但libf4基電解液不能在電極界面形成穩(wěn)定的sei膜，導致容量嚴重下降。
liodfb作為鋰鹽的電解液，在高溫和低溫下都具有較高的導電性，使得鋰離子電池在較寬的溫度范圍內表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。Li等人發(fā)現(xiàn)liodfb/libf4 ec/dms/emc電解液具有良好的低溫性能。
