鋰離子電池的電解液添加劑有哪些主要分類？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-09-30 18:44
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1.成膜添加劑
優(yōu)良的SEI膜具有有機(jī)溶劑不容性，允許鋰離子自由的進(jìn)出電極而溶劑分子無法穿越，從而阻止溶劑分子共插對電極的破壞，提高電池的循環(huán)效率和可逆容量等性能。其主要分為無機(jī)成膜添加劑和有機(jī)成膜添加劑等，借助鹵素原子的吸電子效應(yīng)提高中心原子的得電力能力，使添加劑在較高的電位條件下還原并有效鈍化電極表面，形成穩(wěn)定的SEI膜。
2.導(dǎo)電添加劑
對提高鋰電池電解液導(dǎo)電能力的添加劑的研究主要著眼于提高導(dǎo)電鋰鹽的溶解和電離以及防止溶劑共插對電極的破壞。其按作用類型可分為與陽離子作用型、與陰離子作用型及與電解質(zhì)離子作用型。
3.阻燃添加劑
作為商業(yè)化應(yīng)用，鋰離子電池的安全問題依然是制約其應(yīng)用發(fā)展的重要因素。鋰離子電池自身存在著許多安全隱患，如充電電壓高，而且電解質(zhì)多為有機(jī)易燃物，若使用不當(dāng)，電池會發(fā)生危險甚至爆炸。因此，改善電解液的穩(wěn)定性是改善鋰離子電池安全性的一個重要方法。在電池中添加一些高沸點、高閃點和不易燃的溶劑可改善電池的安全性。
4.過充保護(hù)添加劑
對于采用氧化還原對進(jìn)行內(nèi)部保護(hù)的方法人們進(jìn)行了廣泛的研究，這種方法的原理是通過在電解液中添加合適的氧化還原對，在正常充電時這個氧化還原對不參加任何化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，而當(dāng)電池充滿電或略高于該值時，添加劑開始在正極上氧化，然后擴(kuò)散到負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，如下式所示。
最佳的過充電保護(hù)添加劑應(yīng)該具有4.2~4.3V的截止電壓，從而滿足鋰離子電池大于4V電壓的要求，總的來說，這一部分的研究工作還有待進(jìn)一步研究。
5.改善低溫性能的添加劑
低溫性能為拓寬鋰離子電池使用范圍的重要因素之一，也是目前航天技術(shù)中必須具備的。N，N一二甲基三氟乙酰胺的黏度低、沸點和閃點高，在石墨表面有較好的成膜能力，對正極也有較好的氧化穩(wěn)定性，組裝的電池在低溫下具有優(yōu)良的循環(huán)性能。有機(jī)硼化物、含氟碳酸酯也有利于鋰電池低溫性能的提高。
6.多功能型添加劑
多功能添加劑是鋰離子電池的理想添加劑，它們可以從多方面改善電解液的性能，對提高鋰離子電池的整體電化學(xué)性能具有突出作用。正在成為未來添加劑研究和開發(fā)的主攻方向。
