電解液添加劑能提高鋰電池的性能嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-20 10:22
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電解液的添加劑可以用“用量小效果明顯”來形同，添加劑能顯著改善電池某些性能。例如提高導(dǎo)電率、過充安全性、阻燃性能、穩(wěn)定性等等，對電池的用途、性能要求不同，選擇添加劑的側(cè)重點(diǎn)也就隨之改變。
目前動力電池常見的添加劑主要分類包括，成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過充保護(hù)添加劑、改善低溫性能的添加劑等。
■添加劑具體功效如下：
阻燃添加劑：降低電池放熱值和電池自燃率，原理是在電解液中添加一些高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)和不易燃的溶劑。
低溫添加劑：提升電池低溫性能，主要是提升電解質(zhì)導(dǎo)電率及形成穩(wěn)定且導(dǎo)電性優(yōu)異的SEI膜。
過充保護(hù)添加劑：保護(hù)電池防過充，原理是添加氧化還原電對，正常充電時不參與反應(yīng)，過充時添加劑在正極被氧化，氧化產(chǎn)物擴(kuò)散到負(fù)極被還原，整個過程循環(huán)進(jìn)行，添加劑的使用不會對電池造成根本性的破壞。
成膜添加劑：提高電池的循環(huán)效率和可逆容量。
導(dǎo)電添加劑：提高導(dǎo)電鋰鹽的溶解和電離，防止溶劑共插對電極的破壞。
■添加劑未來發(fā)展方向
鋰電池主要使用的電解質(zhì)有高氯酸鋰、 六氟磷酸鋰等。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好，有爆炸的危險，日本和美國已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好，無爆炸危險，適用性強(qiáng)，特別是用六氟磷酸鋰制成的電池，除上述優(yōu)點(diǎn)外，將來廢棄電池的處理工作相對簡單，對生態(tài)環(huán)境友好，因此該類電解質(zhì)的市場前景十分廣泛。
動力電池目前正在向高能量密度趨勢發(fā)展，對電解液和添加劑也提出了新的要求，未來高能量密度電池的發(fā)展必然是高電壓正極、硅碳負(fù)極，因此需要開發(fā)匹配高電壓正極電解液，同時兼顧高容量碳硅負(fù)極，避免硅負(fù)極在循環(huán)過程中體積膨脹帶來SEI膜過量消耗等問題。
就趨勢而言，正極材料需要功能性添加劑來穩(wěn)定正極材料和電解液的界面，避免電解液分解，在正極材料表面形成正極電解質(zhì)膜，抑制電解液進(jìn)一步氧化，進(jìn)而改善循環(huán)穩(wěn)定性。負(fù)極材料添加劑的方向是促進(jìn)不同電位下優(yōu)先電解液溶劑發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生的分解產(chǎn)物在電極表面形成SEI膜。
添加劑是電解液的核心，也是提升其性能的關(guān)鍵所在，但其不是萬能神藥，除去添加劑外，未來電解液配方也需引入新型鋰鹽，離子液體等物質(zhì)協(xié)同提高電池安全、比能量和循環(huán)壽命，此外與多種工藝技術(shù)的結(jié)合發(fā)展也是電解液發(fā)展的重要方向。
電池?zé)崾Э貙儆诘湫偷哪就袄碚摚婕罢?fù)極材料、電解液、BMS電池管理系統(tǒng)、生產(chǎn)加工制造、車身防護(hù)等諸多環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展，每個環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)明顯短板，才能提升電池的整體安全性。
