几篇电解液新型添加剂文献总结
成膜添加剂用于高能量密度电池电解液的综述
成膜添加剂用于高能量密度电池电解液的综述邵俊华; 孔东波; 王亚洲; 王郝为【期刊名称】《《电池》》【年(卷),期】2019(049)005【总页数】4页(P440-443)【关键词】高能量密度; 电极; 成膜添加剂; 电解液; 锂离子电池【作者】邵俊华; 孔东波; 王亚洲; 王郝为【作者单位】河南省法恩莱特新能源科技有限公司河南焦作 454006【正文语种】中文【中图分类】TM912.9目前，锂离子电池正极材料的研究热点是发展高电压或高容量体系；负极材料方面主要的研究方向是硅基体系[1]。
董生德等[2]认为，此类高能量密度电极材料，如镍钴锰类三元正极材料，与目前常规的电解液体系搭配时，存在循环性能和倍率性能下降等问题。
周丹等[3]指出，成膜添加剂的使用，可以促进形成良好的固体电解质相界面(SEI)膜，解决高能量密度电极与电解液的匹配问题，进而改善锂离子电池的各项性能。
高能量密度电极材料研发至今，有关成膜添加剂用于改善与之匹配电解液的研究鲜有系统全面的报道。
有鉴于此，本文作者综述高能量密度电极材料的主要问题、成膜添加剂的工作机制以及在高能量密度电极电解液中的应用情况，以期为锂离子电池今后在长续航动力电池领域的广泛应用提供参考依据。
1 高能量密度电极材料的主要问题1.1 正极材料的主要问题由于目前锂离子电池负极材料的容量高于正极材料，电池的能量密度主要受限于正极。
提高正极材料的能量密度，一般从开发高电压和高容量正极体系两个方面考虑。
目前，主流的高电压正极材料是尖晶石过渡金属掺杂的LiNixM2-xO4(M=Co、Cr、Ni、Fe和Cu等)，最典型的材料是LiNi0.5Mn1.5O4。
梁兴华等[4]提出，虽然LiNi0.5Mn1.5O4的比容量仅为146 mAh/g，但由于工作电压可达到4.7 V，比能量仍可达到686 Wh/kg。
目前，常规电解液体系为六氟磷酸锂(LiPF6)溶于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)或碳酸丙烯酯(PC)等碳酸酯类溶剂中，此类电解液在较高电压下易发生氧化分解，引发电池胀气的同时，也会因消耗正极活性材料而导致电池性能劣化。
让锂离子电池1500次循环容量保持90%！神奇的二氟磷酸盐添加剂
让锂离子电池1500次循环容量保持90%！神奇的二氟磷酸盐添加剂在锂离子电池内部电化学反应主要发生在电极/电解液界面上，由于锂离子电池电压较高，因此碳酸酯类电解液在正负极表面实际上并不稳定，在电池循环过程中会持续的发生副反应，导致电池容量和性能的衰降，而电解液添加剂是提高界面稳定性，减少副反应的有效方法。
近日，加拿大J. R. Dahn（通讯作者）课题组的David S. Hall（第一作者）等人分析了不同二氟磷酸盐作为电解液添加剂的效果，结果表明在改善NMC532/石墨体系电池的循环寿命方面，NaFO与LFO 具有相似的效果，是一种优良的电解液添加剂。
常见的电解液添加剂主要由环状碳酸酯、有机硫、磺酸盐、烷基取代亚磷酸酯和磷酸盐，以及锂盐，如二氟磷酸锂（LFO）。
LFO作为添加剂使用时能够显著改善电池的循环寿命特性，在该项研究中作者测试了几种二氟磷酸盐对于锂离子电池性能的影响。
实验中采用的基础电解液的溶剂配方为EC：EMC：DMC=25:5:70，锂盐为LiPF6，实验组电解液则是通过在基础电解液中添加1%的LiPO2F2或其他的二氟磷酸盐制成。
用于测试的电池为NMC532/石墨体系的软包电池，该电池在4.3V下容量为220mAh，在4.4V下容量为230mAh，其中NMC532材料为单晶材料，并且表面进行了包覆处理，负极的石墨为人造石墨类型。
电池在充满氩气的手套箱中注入1g左右的电解液，封口后充电至1.5V，以防止铜箔的腐蚀。
电池在测试过程中为了减少产气对于电池性能的影响，作者对电池施加了25kPa左右的压力。
1. 固相法合成二氟磷酸盐由于二氟磷酸钠（NaFO）具有与二氟磷酸锂类似的化学性质，有希望成为一种理想的电解液添加剂，因此作者尝试采用多种方法合成了二氟磷酸钠，以及其他的二氟磷酸盐，首先作者尝试采用的氟化锂或氟化钠，以及五氧化二磷为原材料在密封管中加热的方式合成二氟磷酸盐，反应如下式所示，但是采用这种方法制备二氟磷酸盐产率仅为10-20%。
锂离子电池电解液SEI成膜添加剂的研究进展
锂离子电池电解液SEI成膜添加剂的研究进展
胡华坤;薛文东;霍思达;李勇;蒋朋
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2022(73)4
【摘要】稳定的固体电解质界面(SEI)是提高锂离子电池电化学性能的关键,用电解液添加剂是改善锂离子电池性能最经济有效的方法之一。
本文综述了近五年间包括不饱和酯化合物、含硫化合物、锂盐、无机化合物等作为电解液成膜添加剂在锂离子电池中的研究进展和作用机理,对它们的优缺点进行了评价,最后进行了总结和展望。
未来成膜类添加剂的研究思路应该为:(1)应以有机物种为主,能够形成弹性模量小的SEI膜,便于适应阳极材料产生的膨胀行为。
(2)添加剂要尽量保证形成的SEI
膜与石墨等阳极材料产生良好的黏结,因此添加剂形成的聚合物的聚合度不能太小。
(3)在没有性能极其优秀的成膜添加剂出现之前,添加剂的分子结构可以在现有的添
加剂的基础上进行结构的优化或者官能团的设计。
(4)重点攻关当前添加剂的应用
的问题,提高添加剂的合成技术,降低合成成本。
【总页数】19页(P1436-1454)
【关键词】锂离子电池;膜;成膜添加剂;固体电解质界面
【作者】胡华坤;薛文东;霍思达;李勇;蒋朋
【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.锂离子电池电解液成膜添加剂的研究进展
2.锂离子电池电解液负极成膜添加剂研究进展
3.锂离子电池有机电解液成膜添加剂研究进展
4.锂离子电池电解液负极成膜添加剂的研究进展
5.锂离子电池SEI成膜添加剂的研究
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腈类化合物在锂离子电池电解液中的应用研究
腈类化合物在锂离子电池电解液中的应用研究摘要：锂离子电池电解液的组成部分有功能添加剂、基础锂盐、有机溶剂等。
在高温条件下，电解液中的锂盐会分解，并且高电压环境下，传统碳酸酯溶剂也会分解，双重作用下，锂离子电池的综合性能会下降。
鉴于此，根据锂离子电池的工作原理，并在对锂离子电池电解液常见溶剂充分掌握的情况下，深入探究腈类化合物在锂离子电池电解液中的应用，包括1，3，6-己烷三腈、1-（2-氰乙基）吡咯、丁腈的应用。
关键词：腈类化合物；锂离子电池；电解液；应用引言近年来，社会发展速度在不断加快的同时，能源问题愈发严重，石油、煤矿等资源的开发使得环境受到严重污染，需要加强对新能源的利用与开发，而这又与能源存储和转化装置的发展有较大联系。
现阶段，化学电源是能源的主要存储装置，锂离子电池在其中发挥重要作用。
锂离子电池具有能量密度高、使用时间长、对环境的污染较小等优点，因此在手机、智能机器人、电动汽车等领域的应用较为广泛。
经分析，腈类化合物在锂离子电池电解液中的应用，可以解决溶解性、稳定性、电化学窗口和导电性等问题，能够提高锂电池的性能和安全性。
1锂离子电池工作原理锂离子电池是由多种材料组成，包括正负极材料、隔膜、电解液等。
锂离子电池在工作过程中，需要将锂离子作为基础，通过在正负极两端移动实现发电的目的[1]。
在充电过程中，锂离子从正极脱出并嵌到负极中。
在放电条件下，整个过程刚好相反，即锂离子从负极脱出并嵌到正极中。
锂离子在迁移时，电极两端会随着锂离子相同数量电子移动，具体工作原理如图1所示。
图1 锂离子电池工作原理2锂离子电池电解液通过对相关研究的分析可知，锂离子电池研究大多将关注点集中在正负极材料方面，对电解液的研究相对较少[2]。
当前，在动力电池领域的研究中，液态电解质的研究相对宽泛。
锂离子电池的液态电解液构成部分有添加剂、有机溶剂、基础锂盐等。
在电池制作过程中，电解液所占的成本较大。
针对性能较好的电解液而言，其热稳定性较好，工作温度范围宽，能够与电极材料和隔膜相容，不会出现腐蚀问题[3]。
锂离子电解液添加剂还原电位
锂离子电解液添加剂还原电位锂离子电池的电解液通常含有各种添加剂，以改善电池性能和安全性。
这些添加剂在电池充放电过程中会发生氧化还原反应。
关于锂离子电池电解液添加剂的还原电位，目前没有找到确切的数据。
然而，可以参考一些常见的锂离子电池电解液添加剂及其氧化还原电位：
1. 碳酸酯类添加剂，如EC（乙二醇碳酸酯）、PC（丙二醇碳酸酯）等，它们的氧化还原电位通常在0.4-0.8V vs Li+/Li之间。
2. 磺酸类添加剂，如LiPF6（六氟磷酸锂）、LiFSI （六氟硫酰亚胺锂）等，它们的氧化还原电位通常在2.0-2.8V vs Li+/Li之间。
3. 羧酸类添加剂，如LiClO4（四氟硼酸锂）、LiClO6（六氟硼酸锂）等，它们的氧化还原电位通常在
4.0-
5.5V vs Li+/Li之间。
需要注意的是，这些添加剂的氧化还原电位仅供参考，实际应用中可能会有所不同。
此外，不同类型的锂离子电池可能使用不同种类和比例的添加剂，因此具体添加剂的还原
电位可能会有所差异。
在研究锂离子电池电解液添加剂的还原电位时，建议查阅相关文献或咨询专业人士以获取更准确的信息。
锂离子电池高电压电解液溶剂研究进展
锂离子电池高电压电解液溶剂研究进展提高锂离子电池能量密度的一个途径是开发具有更高电压的正极材料。
目前，高能量密度数码电池的充电截止电压普遍在4.45V以上，4.48V及以上电压的电池体系也在开发应用，这就对电解液提出了很高的要求。
传统的锂离子电池碳酸酯类电解液由于低的电化学稳定窗口，在高电压下易分解，从而影响电池的电化学性能。
所以，寻找合适的高电压电解液溶剂显得就十分迫切。
本文主要总结了氟代、砜类、腈类等高压溶剂和室温离子液体各自的优缺点及在提高电解液电化学稳定窗口、改善电池性能方面的最新进展，并对高电压电解液未来发展进行展望。
1 前言计算机、通讯和消费电子产品的持续繁荣，带来了锂离子电池产业的快速发展。
然而，目前大量使用的传统的正极材料钴酸锂（LiCoO2）能量密度较低（约150Wh/kg）[1，2]，限制了锂离子电池在储能、动力汽车等方面的应用。
而储能、纯电动汽车、混合动力汽车市场将是锂离子电池未来发展和应用的主要方向和关键所在。
提高正极材料的工作电压是提高锂离子电池能量密度的其中一种主要方式。
目前研究的高压正极材料，如尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4、磷酸钴锂（LiCoPO4）、磷酸镍锂（LiNiPO4）等都有很高的工作电压，从而有获得高能量密度的可能。
另外，通过提高充电截止电压，获得高的放电比容量，如富锂锰材料等，也有可能获得高的能量密度。
虽然各种高压正极材料研究比较火热，但一直没有得到大规模实际应用，这其中最主要的原因之一是高压电解液的研发虽然取得了不少进步，但没有取得重大突破，无法批量在实践中得到广泛应用，取得客户端对电池性能和安全的认可。
传统的碳酸酯作为电解液溶剂，如碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）等由于有高的离子电导率、良好的对锂盐的溶解性以及能形成稳定的固体电解质界面膜（SEI）膜等优点而成为有机电解液溶剂的理想选择。
尽管这类溶剂的氧化电势高达5V，然而受正极材料中过渡金属离子的催化作用，这些溶剂在较低的电势下（约4.5V）即被氧化分解，从而导致电池性能的快速恶化[3，4]。
锂离子电解液添加剂硫酸乙烯酯成膜机理
锂离子电池作为一种高能量密度和环保的能源储存装置，近年来受到广泛关注和应用。
其中，电解液是锂离子电池中至关重要的组成部分，对电池的性能和安全性起着决定性作用。
而硫酸乙烯酯作为一种常见的添加剂，被广泛用于锂离子电池电解液中。
本文将重点探讨锂离子电解液中添加硫酸乙烯酯的成膜机理。
一、硫酸乙烯酯的基本性质硫酸乙烯酯（SEEC）是一种常用的锂离子电池电解液添加剂，具有优异的化学稳定性和热稳定性。
其分子结构中含有羰基和硫酸酯基团，可以在电解液中发挥多种作用。
二、硫酸乙烯酯在锂离子电池中的作用1.形成固体电解质界面膜硫酸乙烯酯可以与锂盐和溶剂中的碱金属离子发生配位作用，在电解液中形成稳定的配合物。
这些配合物可在电极表面形成固体电解质界面膜（SEI膜），能够有效地抑制电极材料与电解质的不可逆性反应，保护电解质和提高电池的循环寿命。
2.改善电极/电解质界面硫酸乙烯酯还具有良好的润湿性，能够改善电极/电解质界面的接触性和电子传输性能，减小极化，提高电池的功率性能。
3.抑制锂枝晶生长硫酸乙烯酯还可以抑制锂枝晶的生长，提高锂离子电池的充放电循环性能和安全性能。
三、硫酸乙烯酯成膜机理的研究现状目前，关于硫酸乙烯酯在锂离子电池中的成膜机理，已经进行了大量的研究工作。
通过原位和实时的表征手段，揭示了硫酸乙烯酯在电极/电解质界面的形成机理和影响因素。
1.原位表征技术采用原位电化学、原位拉曼光谱、原位傅立叶变换红外光谱等技术，可以实时地监测硫酸乙烯酯在电解质中的溶解行为及SEI膜的生成过程。
2.成膜机理研究通过分子动力学模拟、电化学动力学模拟等方法，可以深入地探究硫酸乙烯酯与电解质中其他组分的相互作用机理，为锂离子电池电解液的设计和优化提供依据。
四、展望未来，随着对锂离子电池电化学过程机理的深入理解和新型电化学材料的不断涌现，硫酸乙烯酯在锂离子电池中的应用也将迎来更多的发展机遇。
如何进一步提高硫酸乙烯酯的溶解度、增强其成膜效果并兼顾环境友好性，将是未来硫酸乙烯酯成膜机理研究的重点方向。
电解液添加剂、电解液和锂离子电池及其应用的制作方法
电解液添加剂、电解液和锂离子电池及其应用的制作方法锂离子电池是一种常见的可充电电池，其具有高能量密度、长寿命和较小的自放电特性。
通常情况下，锂离子电池包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
在这些成分中，电解液作为电池的重要组成部分，广泛应用于电动车、移动设备、无人机等领域。
本文将主要介绍电解液添加剂、电解液和锂离子电池的制作方法及其应用。
一、电解液添加剂电解液添加剂是指在电解液中添加的用于提高电池性能的物质。
常见的电解液添加剂包括溶剂、盐类、添加剂和稳定剂等。
这些添加剂的添加可以提高电池的电导率、稳定性和循环寿命。
以下将介绍电解液中常用的添加剂及其作用：1.溶剂：常用的溶剂包括碳酸酯类、脂肪族碳酸酯类和醚类等。
这些溶剂可以提高电解液的导电性能，并且对于锂盐的溶解性能也有一定的影响。
选择合适的溶剂可以提高电池的性能。
2.盐类：电解液中的盐类通常是指锂盐，如LiPF6、LiBF4、LiTFSI等。
这些锂盐可以提高电解液的离子导电性，增加电池的充放电效率。
同时，锂盐的选择也会影响电解液的稳定性和循环寿命。
3.添加剂：电解液中的添加剂主要包括溶解度增强剂、表面活性剂和抑制剂等。
这些添加剂的加入可以改善锂离子电池的性能，如提高电池的循环寿命、抑制极化和增加安全性等。
4.稳定剂：稳定剂主要用于提高电解液的稳定性，防止电解液的放电、充电过程中发生水解、氧化等反应，从而提高电池的安全性和稳定性。
常用的稳定剂包括亚磷酸酯、酚类化合物等。
二、电解液的制备方法电解液的制备主要包括溶解锂盐、添加溶剂和添加剂、控制浓度和pH值等步骤。
下面将介绍一种常见的电解液制备方法：1.溶解锂盐：首先，将锂盐按照一定的比例加入溶剂中，然后进行充分的搅拌和加热，直至锂盐完全溶解为止。
2.添加溶剂和添加剂：在锂盐完全溶解后，可以根据需要添加相应的溶剂和添加剂，以提高电解液的导电性和稳定性。
3.控制浓度和pH值：在添加溶剂和添加剂后，需要对电解液进行浓度和pH值的调整，以保证电解液的性能符合要求。