锂离子电池电解液的研究进展
锂离子电池电解液研究现状及展望
锂离子电池电解液研究现状及展望锂离子电池电解液研究现状及展望摘要：锂离子电池电解液及其关键材料的研究日益受到广泛地重视。
电解液作为锂离子电池重要组成部分，其性能优劣对锂离子电池的发展是极大地制约。
以锂离子电池工作环境要求不同，电解液可分为高温型电解液、低温型电解液和安全型电解液，阐述了近几年锂离子电池电解液的技术研发现状，展望了锂离子电池电解液的未来发展趋势。
关键词：锂离子电池；电解液；溶剂；锂盐；添加剂锂离子电池自1990年实现规模生产以来，以比其它二次电池（铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池）所不能比拟的优越电性能及外型可变优势迅速占领了许多市场领域，得到了迅猛的发展。
已广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、摄像机、数码相机、移动DVD、MP3、电动车、电动工具等领域，已成为各种现代化移动通讯设备、电子设备、交通设备等不可缺少的部件。
锂离子电池电解液是锂离子电池必需的关键材料，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。
伴随着锂离子电池的快速发展，我国锂离子电池所需的电解液生产也从无到有、从小到大发展壮大起来，对锂离子电池的发展起到了非常重要的支撑作用。
本文按照锂离子电池的工作环境要求，将锂离子电池电解液分为以下三个方面：高温型电解液、低温型电解液、安全型电解液，阐述了近几年锂离子电池电解液的技术研发现状。
1．锂离子电池高温型电解液研究锂离子电池在长时间工作状态下，电池内部温度会升高，局部温度可能达到70~80℃，普通电解液在高温下可能会发生一些副反应，影响电池的性能。
通过在普通电解液中加入功能添加剂制备成高温型电解液，在不影响常规性能的前提下，可以提高电池的高温性能。
1.1 磺酸酯添加剂研究固体电解质相间界面（solid electrolyte interphase，简称SEI）膜在锂离子电池中具有重要的意义，SEI膜的质量对提高锂离子电池的循环寿命有重要的作用。
锂离子电池电解液
固态电解液
凝胶电解液
• 以固态溶剂为溶剂的电解液，具有较好的热稳定性和电
• 以凝胶态溶剂为溶剂的电解液，具有较好的粘度和机械
化学稳定性，可以提高电池的安全性
强度，可以提高电池的循环稳定性和安全性
• 固态电解液的优点是热稳定性和电化学稳定性好，但导
• 凝胶电解液的优点是热稳定性和电化学稳定性好，且导
电性较差，导致电池内阻较大
的优点，提高电池的性能
• 凝胶-液体混合电解液的优点是导电性好、热稳定性和电化学稳定性好，且制备工
艺较简单，成本较低
03
锂离子电池电解液的制备方法与工艺
有机电解液的制备方法与工艺
溶胶-凝胶法
溶液混合法
• 将锂盐、溶剂和添加剂混合均匀，形成溶胶状，然后经
• 将锂盐、溶剂和添加剂分别溶解在各自的溶剂中，然后
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锂离子电池电解液研究进展
DOCS
01
锂离子电池电解液的基本组成与性质
锂离子电池电解液的主要成分及其作用
锂盐
• 锂离子电池电解液的主要组成部分，影响电解液的导电性能和锂离
子传输效率
• 常用的锂盐有LiPF6、LiBF4、LiClO4等，其中LiPF6因其高导电性
和稳定性而得到广泛应用
溶剂
• 锂离子电池电解液的溶剂要求具有较高的介电常数、良好的化学稳定
性和较低的粘度
• 常用的溶剂有EC（碳酸乙烯酯）、DMC（碳酸二甲酯）、DEC（碳
酸二乙酯）等，不同溶剂的组合可以调整电解液的性能
⌛️
添加剂
• 添加剂可以改善电解液的性能，提高电池的循环稳定性、安全性和倍
锂电池电解液电导率模型研究进展
摘要本文从经典溶液模型、统计热力学模型、半经验模型和数理统计方法四个方面阐述了近年来国内外锂电池电解液溶液电导率模型的研究进展。
锂电池电解液溶液的离子传输机理研究已逐渐从经典的溶液理论转向统计热力学理论，从分子和离子的微观参数出发建立高水平的热力学理论模型，以更好地理解微观结构和微观粒子相互作用。
锂电池电解液溶液电导率的预测以及优化则从传统的半经验模型转向数理统计方法，从而以较小的试验规模、较短的试验周期和较低的试验成本，获得理想的试验结果以及得出科学的结论。
关键词锂电池电解液；电导率；传输机理；预测电解液被称为“锂电池的血液”，其作用是在正负极间传输锂离子，对电池的能量密度、循环寿命、安全性能、高低温性能具有直接影响。
电导率是电解液最常规的物性，表征着电解液的传输特性，广泛应用于研究电解液溶液微观结构和微观粒子相互作用，帮助我们更好地理解电解液中复杂的微观现象。
另外在电池的开发过程中离子电导率低或黏度高的电解液在高电流密度或低温环境下往往表现出较差的循环稳定性，通过合适的数学模型可以帮助科研人员更好地进行电解液设计。
电解液电导率受溶质种类、溶剂组成、溶质浓度以及温度等因素影响，变量多且复杂，因此通过数学模型来探索电解液电导率与各因素之间的内在关系并寻找其中规律具有重要的研究意义。
本文综述了锂电池电解液溶液电导率的理论和数学两大类模型，理论模型包含经典溶液模型和统计热力学模型，数学模型包含半经验模型和数理统计方法。
通过建立电导率理论模型，有助于研究锂离子在电解液中复杂的热力学和输运机制，加深对锂离子溶剂化效应的理解；在此基础上预测不同组分不同条件下的电解液电导率等关键物性参数，为高低温、倍率等功能型电解液设计提供参考；另外通过建立准确的锂电池电导率模型，也能辅助电池材料基因数据库的建设。
1.1 经典溶液模型近一个世纪以来，许多研究人员试图从理论上解释电解质溶液的离子传输现象。
在电解液中电导率数据容易获得且精度高，研究人员构造出性质尽可能接近真实电解液溶液系统的物理化学模型，通过合理的假设条件推导出可靠的理论模型。
锂离子电池耐高压电解液添加剂研究进展
锂离子电池耐高压电解液添加剂研究进展本文主要介绍锂离子电池耐高压电解液添加剂方面的研究进展，并按照添加剂的种类分类进行探讨：含硼类添加剂、有机磷类添加剂、碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、离子液体添加剂及其它类型添加剂，并展望了添加剂在耐高压锂离子电池中的发展前景及未来研究方向。
标签：锂离子电池;电解液添加剂;耐高压耐高压电解液是构筑高压锂离子电池体系的核心，因为提高电池的工作电压可以提高能量密度，但是，目前所使用的电解液当工作电压超过4.3 V时会发生严重的氧化分解，导致电极/电解液之间界面阻抗增加，从而恶化电池性能。
相比于发展新型的耐高压电解液，添加剂由于其用量少、成本低、无毒或毒性较小等优点而更受研究者们的青睐。
本综述主要对耐高压锂离子电池中的添加剂进行了分类总结，并按照添加剂的种类将其分为：含硼类添加剂;有机磷类添加剂;碳酸酯类添加剂;含硫添加剂;离子液体添加剂及其它类型添加剂。
1 含硼类添加剂含硼化合物经常作为添加剂应用到不同正极材料的锂离子电池中，在电池循环过程中，很多含硼化合物会在正极表面形成保护膜，来稳定电极/电解液之间的界面，从而提高电池性能。
考虑到含硼化合物的这一独特性能，众多学者开始尝试将其应用到耐高压锂离子电池中，来增强正极界面稳定性。
LI等[1]将三（三甲基硅烷）硼酸酯（TMSB）应用到以Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 作正极材料的耐高压锂离子电池中，发现当有0.5%（质量分数）TMSB 添加剂存在时，循环200 圈后容量保持74%（电位范围2～4.8 V，充放电倍率为0.5 C）;而没有添加剂存在时，容量保持仅为19%。
为了了解TMSB对正极表面修饰的作用机制，ZUO等[2]将TMSB添加到LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨全电池中，并分别对正极材料进行了XPS 与TEM 分析，得到结论：在没有添加剂存在时，随着循环次数的增加，会逐渐在正极表面形成一层有LiF存在的正极电解液界面（CEI）膜，这层膜较厚且具有高阻抗;加入TMSB 后，缺电子的含硼类化合物会提高正极表面LiF的溶解度，形成的SEI膜较薄，且具有低的阻抗。
锂离子蓄电池电解液研究进展
收稿日期:2002211213 作者简介:高阳(1978—),男,安徽省人,硕士,主要研究方向为锂离子蓄电池。
Biography :GAO Yang (1978—),male ,master.锂离子蓄电池电解液研究进展高 阳1, 谢晓华2, 解晶莹3, 刘庆国1(1.北京科技大学固体电解质研究室,北京100083; 2.哈尔滨工程大学化工学院,黑龙江哈尔滨100051;3.中国科学院微系统与信息技术研究所,上海200050)摘要:锂离子蓄电池电解液及其添加剂的研究日益受到研究者的重视。
电解液作为锂离子蓄电池重要组成部分对电池性能影响很大。
综述了现阶段锂离子蓄电池电解液的溶剂、锂盐、低温性能以及热稳定性方面的研究状况。
添加剂是有效改善锂离子蓄电池电解液性能的手段,概述了目前添加剂几个主要方面———SEI 成膜添加剂、电导率提高添加剂、电池安全保护添加剂的研究进展。
关键词:锂离子蓄电池;电解液;添加剂中图分类号:TM 912.9 文献标识码:B 文章编号:10022087X (2003)0520479205Recent development of electrolyte s in lithium 2ion rechargeable batterie sG AO Yang 1,XIE Xiao 2hua 2,XIE Jing 2ying 3,L IU Qing 2guo 1(1.L aboratory on Soli d S tate Ionics ,Beiji ng U niversity of Science and Technology ,Beiji ng 100083,Chi na ;2.Instit ute of Chemical Technology ,Harbi n Engi neeri ng U niversity ,Harbi n Heilongjiang 150001,Chi na ;3.S hanghai Instit ute of Microsystem &Inf ormation technology ,Chi nese Academy of Sciences ,S hanghai 200050,Chi na )Abstract :Great importance is attached to the lithium 2ion rechargeable battery electrolyte and additive.Elec 2trolyte ,as an important part of lithium 2ion rechargeable battery ,will influence battery performances.Recent re 2search status on solvents ,lithium salt ,low temperature performance and thermal stability of electrolyte was re 2viewed.An additive is an effective means to improve the lithium 2ion rechargeable battery electrolyte.Present progress of the additives of lithium 2ion rechargeable battery electrolyte was stated ,such as the additive of SEI formation ,the additive of conductivity improvement ,the additive of battery protection.K ey w ords :lithium 2ion battery ;electrolyte ;additive 自从1859年G aston Plante 发明铅酸蓄电池以来,研究开发高比能量、长循环寿命的蓄电池一直是化学电源界探寻的目标。
锂离子电池电解液的优化及其性能研究
锂离子电池电解液的优化及其性能研究随着电子科技的不断发展，锂离子电池的应用越来越广泛，从智能手机到电动汽车都有它的身影。
而电解液作为锂离子电池的重要组成部分，直接影响着锂离子电池的性能。
因此，研究锂离子电池电解液的优化及其性能是十分必要的。
一、电解液的组成锂离子电池电解液由溶剂、锂盐和添加剂三个部分组成。
其中，溶剂是主要组成部分，一般采用有机溶剂，如碳酸乙烯、二甲基碳酸酯等。
锂盐则是电离的主要来源，不同的锂盐对电解液的性能影响不同。
添加剂是一些辅助组分，如氟化物、硫酸酯等，可起到调节电极反应、提高电极材料电化学稳定性以及优化电解液界面等作用。
二、电解液性能电解液的性能对锂离子电池的运行、寿命、安全性均具有影响。
以下介绍一些常用的电解液性能指标。
1. 锂离子电导率锂离子电导率是指电解液中离子输运的速率。
电解液的离子传递速度越快，电池输出功率就越高。
目前，常用的电解液主要采用含有配位膜的锂盐来提高电解液的离子传递速率。
2. 耐受低温性能电解液在低温下的性能对电池的运行很关键，因为低温下锂离子电池的输出功率和充放电效率均会受到影响。
因此，电解液的耐受低温性能也是重要的考评指标之一。
3. 热稳定性热稳定性是指电解液在高温下的耐受性，也是锂离子电池的一个安全性能指标。
电池在使用过程中，有时会遭受一些温度异常的情况，如果电解液不能够耐受这些极端的高温，则会导致电池安全性能下降。
4. 漏电流漏电流指电池在长时间放置后的失效现象，率先表现在电解液中。
漏电流过大会导致锂离子电池自放电加快、寿命缩短以及安全性下降。
三、电解液的优化为了优化锂离子电池的性能，可从以下几个方向进行电解液的优化。
1. 选择锂盐不同的锂盐具有不同的离子传递能力和溶解度，选择合适的锂盐可提高电解液的导电性能。
2. 利用添加剂添加剂对电解液的粘度、稳定性以及电化学稳定性等方面均有一定作用。
添加适量的添加剂，可有效地提高电解液的性能。
3. 引入浓度梯度电解液传统的锂离子电池中，电解液浓度是均匀分布的。
锂离子电池技术的研究进展
锂离子电池技术的研究进展锂离子电池是一种经典的可充电电池，其具有体积小、重量轻、能量密度高等优势，在移动通信、电动车、储能、航空航天等领域得到广泛应用。
随着科技的发展和需求的不断增加，锂离子电池技术在结构设计、电极材料、电解液等方面都得到了很大的改进和创新。
本文将介绍锂离子电池技术的研究进展，从多个角度探究其发展趋势和前景。
一、锂离子电池的结构设计电池的结构设计是决定其性能和循环寿命的关键。
一般来说，锂离子电池的结构主要包括正极、负极、电解质等组件。
近年来，随着材料科学的不断进步，锂离子电池结构设计也得到了极大的发展。
在正极材料方面，过渡金属氧化物正极材料（例如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等）是锂离子电池的主流正极材料，其中LiFePO4正极材料具有很好的安全性和较高的电化学性能，正在成为锂离子电池领域的一个新兴研究方向。
在负极材料方面，将碳材料的石墨化应用于锂离子电池负极材料是减轻电池重量和提高电池能量密度的有效途径。
最近，为了提高电池的性能，石墨化碳材料的晶体结构进行了改进，例如采用硬碳、微米纤维等材料来改善石墨化碳的性能。
电解质是电池中的重要组成部分，一般使用电解液来实现离子的传导。
新型电解液材料的出现，能够提高电池的韧性、抗干扰性、安全性和电化学性能。
现在，固态电解质被认为是提高电池的稳定性和循环寿命的最有前途的电解质方向之一。
二、锂离子电池的电极材料电极材料是锂离子电池中起到媒介传导作用的关键组成部分。
近年来，针对锂离子电池中的电极材料进行了很多研究。
正极材料方面，磷酸铁锂是新兴的正极材料，具有较高的比容量（170mAh/g）、较高的放电平台电压3.45V（vs Li/Li+）以及优良的循环寿命。
二氧化钛正极材料则是另一种热门材料，其通过改变二氧化钛的结构和化学组成来增加其电容量，进一步提高了电量的密度。
负极材料方面，石墨负极材料是目前应用最广泛的负极材料。
近年来，人们通过增加石墨负极材料的粗度和孔隙度来提高电池的效率和循环寿命。
锂离子电池电解液负极成膜添加剂的研究进展
2016年第35卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1477·化 工 进展锂离子电池电解液负极成膜添加剂的研究进展周丹，梁风，姚耀春（昆明理工大学真空国家工程实验室，云南省有色金属真空冶金重点实验室，省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，云南 昆明650093）摘要：解决锂离子电池电极材料和电解液相容性的关键是形成稳定且Li +可导的固态电解质界面膜（SEI 膜），因此，对优质负极成膜添加剂的研究成为锂离子电池研发中的一个热点。
本文综述了锂离子电池电解液成膜添加剂的作用原理，具体介绍了各类负极成膜添加剂的研究现状，从成膜反应机理和理论计算方面详述了近几年来负极成膜添加剂的研究进展。
分析了所存在的问题主要是如何快速地挑选出更适宜、更高效的成膜添加剂，并指出了成膜添加剂未来的发展趋势为：①研究各添加剂与电解液的反应机理，着重开发对锂离子电池副反应小的负极成膜添加剂；②通过选择两种或两种以上的添加剂的协同作用，以弥补一种添加剂的不足；③提高无机成膜添加剂在电解液中的溶解度。
关键词：锂离子电池；电解质；成膜添加剂；固态电解质界面膜（SEI 膜）中图分类号：O 646.5；TM 912 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）05–1477–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.05.031Research progress of negative film-forming additives in electrolyte forLi-ion batteriesZHOU Dan ，LIANG Feng ，YAO Yaochun（The National Engineering Laboratory for Vacuum Metallurgy ，Kunming University of Science and Technology ，Key Laboratory for Nonferrous Vacuum Metallurgy of Yunnan Province ，State Key Laboratory Breeding Base of ComplexNonferrous Metal Resources Clear Utilization in Yunnan Province ，Kunming 650093，Yunnan ，China ）Abstract ：Forming a stable solid electrolyte interface film (SEI film) is the key to solve the compatibility between lithium ion battery electrode material and electrolyte. Therefore ，the research of high quality anode film-forming additive in electrolyte for lithium ion battery attracts much attention. The principle of film-forming additives for organic electrolyte in Li-ion batteries was reviewed. The research status of a variety of additives was particularly introduced. The recent progress on negative film-forming additives was reviewed in detail ，from the perspectives of film formation mechanisms and quantum calculation. The main problem was how to select more suitable and efficient film-forming additives. In addition ，the possible trends in this area were proposed ：①Understanding the mechanism of additive reacting with the electrolyte ，especially for the negative film forming additive which has minimum side effects for lithium ion battery ；②Combining two or more additives together to compensate the deficiencies of one additive ；③Increasing the solubility of inorganic film-forming additives in the electrolyte.Key words ：Li-ion battery ；electrolytes ；film-forming additives ；solid electrolyte interface (SEI)第一作者：周丹（1991—），女，硕士研究生。
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矿冶
M ININ G & M ET ALLU R GY
文章编号: 1005- 7854( 2004) 03- 0057- 04
锂离子电池电解液的研究进展
Vol. 13, No. 3 Sept ember 2004
吴 萌, 栾和林, 姚 文
( 北京矿冶研究总院, 北京 100044)
溶剂的极性不仅与盐的溶解能力和表观电导率
相联系, 而且可以加强电化学反应的动力学和热力 学, 因而制定准则是有必要的。由 Reichard 根据吡 啶钅翁- N- 苯氧内盐染料的最大波长溶剂化显色吸收 谱带的跃迁能, 提出一种溶剂极性参数 E T ( 30) 作为 溶剂极性的尺度, 已为广大工作者认同112。其公式 为:
吴 萌, 等 : 锂离子电池电解液的研究进展
# 59 #
高1142。关于亚硫酸酯的使用, 有待进一步研究。
2 电解质锂盐的研究进展
锂离子电池中使用的锂盐种类很多, 以阴离子 不同分类可分为无机阴离子锂盐和有机阴离子锂盐
两类。
无机 阴 离 子 锂 盐 主 要 包 括 L iClO4、L iBF4、 LiPF6、L iAsF 6。L iClO4 是一种强氧化剂, 加 入有机
低直接影响电池的使用温度; 闪点和蒸气压与电池 的安全性紧密相关; 溶剂的黏度对电池电导率的影 响很大。V enkataset ty 认为122, 在极性非质子 溶剂 中电导率的估算, 除要考虑离子缔合与三键离子形 成外, 还要考虑到强的离子- 溶剂相互作用与溶剂 的黏度。一个典型的例子是以 PC( 碳酸丙烯酯) 为 溶剂的锂盐体系, 其摩尔电导率的计算值非常低, 尽 管这个溶剂有很高的极性和锂盐的解离度, 但是由 于 PC 分子间相互作用, 使其有很高的黏度( G= 215 @ 10- 3P a#s) , 强极性对锂盐有好的解离优势被其高 黏度带来的不利影响所 平衡, 导致 了低的电导率。 为了获得一种较高电导率的电解液, 通常的作法是 将两种或多种溶剂混合使用, 其中一种( 几种) 是高 介电常数的, 另一种( 几种) 是低黏度的。典型的例 子是使用链状碳酸酯或醚和 PC 共混。在大多数情 况下, 当溶剂与共溶剂在等摩尔情况下, 电导率有最 大值。
溶剂中容易发生爆炸, 出于安全考虑, 在工业上不使
用, 仍作为实验室 研究用。L iAsF6 不 易分解, 但由 于砷毒性问题而受到限制。L iBF4 导电性能及循环 性差。L iPF 6 不稳定, 易吸水, 在溶液中分解产生微 量的 L iF 及 PF5, 但由于其电导率高, 因此商业上广
泛应用。此 外, LiAlCl4、LiSCN 、LiT aF6、L iGeF 6 等 的使用也在研究中1152。新近报道, 杂多酸作为电解
112 典型的有机溶剂 目前研究的有机溶剂的种类很多, 在商业上广
泛应用的是以碳酸酯为主。碳酸酯主要包括环状碳
酸酯[ 碳酸乙烯酯( EC) 、碳酸丙烯酯( PC) 等] 和链状 碳酸酯[ ( 碳酸 二甲酯( DMC) 、碳酸二乙酯 ( DEC) 、 碳酸甲乙酯( EM C) 等] 。
碳酸丙烯酯 ( PC) 较 早的使 用在 商业电 池中。 与二甲氧基乙烷( DME) 等量混合仍是一次锂电池 的代表性溶剂。其缺点是 PC 在碳负极形成 SEI 膜 ( 固体电解质膜) 之前, 随着锂共插入石墨层, 导致石 墨层发生剥离, 循环性能下降132。通过改变溶剂的 组成或加 入 少量 添加 剂 以克 服 P C 的 负 面影 响。 如: 乙烯亚硫酸酯( ES) 或丙烯亚硫酸酯( PS) 加入量 5% ( 体积比) 可抑制 PC 在电极上的共插, 并有利于 成膜142; 邻苯二酚碳酸酯, 加入量 2% , 抑制 P C 在负 极上的分解152; 在 PC 中加入少量氯代碳酸乙烯酯 ( C-l EC) , 由于它的 分解电位是 117V, 高于 溶剂化 L i+ 的嵌层电位。在共 插入前形成良好的 钝化膜, 提高石墨电极的可逆循环性能162。但是, 最新研究表 明172, 在LiN( SO2C2F5) 2- PC体系中LiN( SO2C2F5) 2 浓度 为 2172mol/ L 时, P C 可在电极表面形成良好的 SEI 膜。
自从 1991 年初日本 Sony 公司生产的锂离子电 池上市以来, 锂离子电池发展十分迅速。由于工作 电压高( 316V) 、体积小、质量 轻、比能量高、无记忆 效应、无污染, 以及自放电小、循环寿命长等优点, 备 受电池界瞩目。
但锂离子电池在高低温性能和电极相容性等方 面仍有待进一步改善。这方面的研究报道很多, 多 从电极和电解液材料方面进行改良。从这两种途径 来看, 改良电解液更经济、更便利。因此, 本文对锂 离子电池电解液的国内外研究进展进行总结。
111 物性参数对电解液的影响
锂离子电池中使用的有机溶剂多以极性非质子
溶剂为主, 该溶剂不与锂反应, 为保证锂盐的溶解和
离子传导, 溶剂必须有足够大的极性, 极性可由介电 常数或偶极矩表示, 这些影响溶剂与溶质之间的静
电作用。根据公式
E 离子- 离子 =
-
Z
+ 1
Z-2 / ( Er 2)
式中: Zi 为正负电荷; E为介电常数; r 为离子溶剂
摘 要: 从有机溶剂、电解质锂盐、添加剂三个方面, 论述了锂离子电池的电解液研究进展情况。其 中 有机溶剂 仍以碳酸酯为主, 研究的重点是寻找功能添 加剂; 电解质锂盐的发展趋势是增大阴离 子半径, 降低离子间的作用力, 提高它的溶解度和热稳定性。在电解液的选择方面, 主要通过溶剂的物性参数及 溶剂和锂盐的相容性来实现。 关键词: 锂离子电池; 电解液; 有机溶剂; 功能添加剂; 溶剂极性 中图分类号: TM 9111 3 文献标识码 : A
子与其它溶剂不被阴极分解方面起有利作用。韩景
立等1182研究, 把 5 磺基水杨酸苯基硼酸锂溶入 EC/
DMSO 体系中获得良好的耐氧化能力和稳定性。
碳酸乙烯酯( EC) , 由于其在高度石墨化碳材料 表面不发生分解及良好的成膜作用, 因此绝大部分 液体电解液均以其为主成分。EC 在常温下是固态 ( 熔点 37 e ) , 必须加入 其它溶 剂提高 低温使 用范 围。EC BEM C = 3 B7 在 锂离 子 电 池 中 低 温性 较 好182; EC 体系中加入等摩尔的 MA ( 甲基乙烯酯) 同 样可获得良好的低温性192。
RESEARCH PROGRESS OF ELECT RO LY T E FOR L-i ION BAT T ERIE S
W U Meng , L UA N He-li n, YA O Wen ( Beij ing General Research Inst it ute of M ining and Metal lurgy , Beij i ng 100044, China )
ABSTRACT: F rom t he aspect s of organic solvents, lit hium salt s and addit ives, research progress of the non- aqueous organic electroly te for L-i ion bat teries is review ed1On the organic solvents, carbonat e is a principal electrolyte and its research lays st ress on seeking of funct ional additives1T he developing tendency of lithium salts is to enlarge anion. s radius and weaken t he act ive force betw een ions, thus improving it s solubility and t hermost abil-i t y1T he selection of elect rolyt e is realized on the basis of adjusting solvent. s physical parameters and com pat ibilit y bet ween t he solvent s and lit hium salts1 KEY WORDS: L-i ion bat t ery; Electrolyte; Organic solvent ; Funct ional addit ives; Solvent polarity
E T ( 30) = hcTL = 28591/ K 其中: h 为普朗克常数; c 为光速; T 为吸收波数; L 为 Avogadro 数; K为型吸收峰不同( 随极性增加, E T ( 30) 值增 加) 。
除溶剂的极性以外, 各种溶剂的物理参数均对 锂离子电池的性能产生影响。溶剂的熔、沸点的高
电解液作为锂离子电池三要素之一, 其合理的
收稿日期: 2004- 01- 05 作者简介: 吴 萌, 硕士。
选择对电池各方面性能的提高起着重要的作用。电 池中采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐 的离子型导体。有机溶剂、电解质锂盐和添加剂是 锂离子电池电解液研究的三个方面。
1 锂离子电池有机溶剂的研究进展
甲基锂( 如 L iC( CF3SO2) 3) , 以及有机硼酸酯。 有机硼酸酯是目前新研究的一种锂盐。Zhang
S S1172等研究, 1, 3 丙烯二醇硼酸酯与 EC 按 1B2 混
合, 1mol/ L 的 L iClO4 电解 液中电 导率达 到 117 @ 10- 3S/ cm, 分解电压高达 518V , 并在稳定碱金属离
质锂 盐, 如 L i3PW12 O40 # nH2O 和 Li4SiW12 O40 # nH2O 有高的充放电能力及循环能力1162。