大學(xué)課程設(shè)計(jì)饒賢賢[]

1、2009 屆應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文題目： 鋰離子電池鋰鹽電解液及添加劑地研究進(jìn)展班級(jí)： 化工 0602姓名： 饒賢賢學(xué)號(hào)： 200621802018指導(dǎo)老師：禹耀萍 廖 力完成時(shí)間： 2009 年 6 月長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄第一章鋰離子電池有機(jī)溶劑地研究進(jìn)展311 物性參數(shù)對(duì)電解液地影響31 .2 通過(guò)有機(jī)溶劑改善低溫性能4第二章電解液負(fù)極成膜添加劑研究進(jìn)展52.1 成膜添加劑 52.2 SEI成膜添加劑 6第三章電解質(zhì)鋰鹽地研究進(jìn)展73.1 鋰鹽地?cái)⑹?73.2 各種型式鋰鹽 8結(jié)語(yǔ) 9參考文獻(xiàn)： 10摘要從有機(jī)溶劑、添加劑、電解質(zhì)鋰鹽三個(gè)方面 , 論述了鋰離子電池地電解液研究進(jìn)展情況

2、 . 其中有機(jī)溶劑仍以碳酸酯為主 , 研究地重點(diǎn)是尋找功能添加劑；電解質(zhì)鋰鹽地發(fā)展趨勢(shì)是增大陰離子半徑 , 降低離子間地作用力 , 提高它地溶解度和熱穩(wěn)定性 . 在電解液地選擇方面 , 主要通過(guò)溶劑地物性參數(shù)及溶劑和鋰鹽地相容性來(lái)實(shí)現(xiàn) .關(guān)鍵詞：鋰離子電池；電解液；有機(jī)溶劑；功能添加劑；溶劑極性ABSTRACTFrom the aspects of organic solvents,lithium salts and additives,research progress of the nonaqueous organic electrolyte for Li-ion batteries is

3、 reviewed On the organic solvents,carbonate is a principal electrolyte and its research lays stres on seeking of functional additives The developing tendency of lithium salts is to enlarge anion sradius and weaken the active force between ions,thus improving its solubility and thermostability The se

4、lection of electrolyte is realized on the basis of adjusting solvent sphysical parameters and compatibility between the solvents and lithium saltsKEY WORDS ：Li-ion batte'ry ；Electrolyte；Organic solvent； Functiona1additives；Solvent polarity第一章鋰離子電池有機(jī)溶劑地研究進(jìn)展11 物性參數(shù)對(duì)電解液地影響鋰離子電池中使用地有機(jī)溶劑多以極性非質(zhì)子溶劑為主 ,

5、該溶劑不與鋰反應(yīng) , 為保證鋰鹽地溶解和離子傳導(dǎo) ,溶劑必須有足夠大地極性 ,極性可由介電常數(shù)或偶極矩表示 ,這些影響溶劑與溶質(zhì)之間地靜電作用 .只有介電常數(shù)足夠高地溶劑 ,才能降低正負(fù)離子之間強(qiáng)烈地靜電吸引作用 ,使離子對(duì)能離解為溶劑化地自由離子 .一般來(lái)說(shuō) ,當(dāng)溶劑地介電常數(shù)小于 15時(shí) ,鋰鹽就很難溶解了 .然而 ,僅以單個(gè)物理常數(shù)作為溶劑極性地量度是不全面地 ,因?yàn)檫@些理論將所有溶劑都看成是連續(xù)介質(zhì) ,而不是單個(gè)分子所組成地非連續(xù)介質(zhì) ,而且沒(méi)有顧及溶劑與溶質(zhì)分子之間地專一性相互作用 .溶劑地極性不僅與鹽地溶解能力和表觀電導(dǎo)率聯(lián)系 ,而且可以加強(qiáng)電化學(xué)反應(yīng)地動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué) ,因而制定準(zhǔn)

6、則是有必要地 .由Reichard根據(jù)吡啶錛 N一苯氧內(nèi)鹽染料地最大波長(zhǎng)溶劑化顯色吸收譜帶地躍遷能 ,提出一種溶劑極性參數(shù) E (30)作為溶劑極性地尺度 ,已為廣大工作者認(rèn)同 .其公式為：其中： h為普朗克常數(shù)； c為光速； u為吸收波數(shù)； L為Avogadro數(shù)； 為波長(zhǎng) .測(cè)定原理是在紫外可見(jiàn)區(qū) ,由于極性地不同引起物質(zhì)典型吸收峰不同 (隨極性增加 ,E (30)值增加 ).除溶劑地極性以外 ,各種溶劑地物理參數(shù)均對(duì)鋰離子電池地性能產(chǎn)生影響 .溶劑地熔、沸點(diǎn)地高低直接影響電池地使用溫度；閃點(diǎn)和蒸氣壓與電池地安全性緊密相關(guān)；溶劑地黏度對(duì)電池電導(dǎo)率地影響很大.Venkatasetty認(rèn)為在極

7、性非質(zhì)子溶劑中電導(dǎo)率地估算 ,除要考慮離子締合與三鍵離子形成外 ,還要考慮到強(qiáng)地離子一溶劑相互作用與溶劑地黏度 .一個(gè)典型地例子是以 PC(碳酸丙烯酯 )為溶劑地鋰鹽體系 ,其摩爾電導(dǎo)率地計(jì)算值非常低 ,盡管這個(gè)溶劑有很高地極性和鋰鹽地解離度 ,但是由于 PC分子間相互作用 ,使其有很高地黏度 (2.5× 10 Pa·S),強(qiáng)極性對(duì)鋰鹽有好地解離優(yōu)勢(shì)被其高黏度帶來(lái)地不利影響所平衡 ,導(dǎo)致了低地電導(dǎo)率 .為了獲得一種較高電導(dǎo)率地電解液 ,通常地作法是將兩種或多種溶劑混合使用 ,其中一種 (幾種 )是高介電常數(shù)地 ,另一種 (幾種 )是低黏度地 .典型地例子是使用鏈狀碳酸酯或醚

8、和 PC共混 .在大多數(shù)情況下 ,當(dāng)溶劑與共溶劑在等摩爾情況下 ,電導(dǎo)率有最大值 .1.2 通過(guò)有機(jī)溶劑改善低溫性能目前鋰離子電池電解質(zhì)地溶劑多采用碳酸酯系列高純有機(jī)溶劑,如乙烯碳酸酯 (EC)、二甲基碳酸酯 (DMC) 、二乙基碳酸酯 (DEC) 等.然而 ,單一溶劑在性能上往往不能同時(shí)具備實(shí)際要求地多方面性能 ,將多種溶劑按一定比例混合后得到地多組分混合溶劑往往優(yōu)于單一溶劑 .通過(guò)優(yōu)化有機(jī)溶劑來(lái)改善電解液低溫性能就是要尋找能和目前電解液混溶地低熔點(diǎn)有機(jī)溶劑 .EC基溶劑地改善EC是目前鋰離子電池電解液不可缺少地成分,它具有很好地成膜效果,但其較高地熔點(diǎn)限制了用它作為電解液地電池在低溫條件下

9、地應(yīng)用 .為了提高電池低溫性能 ,需要將 EC它低熔點(diǎn)有機(jī)溶劑混合形成二元、三元甚至四元體系地共混溶液 .在這一思路指導(dǎo)下 ,Smart等設(shè)計(jì)了一種高電導(dǎo)率電解液 ,此電解液有較低地熔點(diǎn)和低溫黏度 ,大幅度了提高電解液地低溫性能 .可以用來(lái)添加地主要低熔點(diǎn)物質(zhì)如下所述 .添加環(huán)狀碳酸甲乙酯 (EMC)EMC 地熔點(diǎn)為 55 ,沸點(diǎn) 109 ,閃點(diǎn) 123.相對(duì)于 DEC和 DMC,EMC 熱穩(wěn)定性差 ,受熱和堿性性條件下易發(fā)生酯交換反應(yīng) ,生成 DEC和DMC. 但由于其熔點(diǎn)低 ,作為共溶劑可改善電池低溫性能 Capiglia1 把 EC與 EMC 按 2： 8地比例混合以及 Zhang等采用

10、 EC與 MC 按3：7比例制成地混合溶劑具有較好地低溫穩(wěn)定性和較高離子電導(dǎo)率 .Plichta研究了 1 mol/L LiPF 6 EC/DMC/EMC( 體積比 1： 1： 1)電解液地電導(dǎo)率和化學(xué)穩(wěn)定性 ,在Li/LiCoO 2鋰電池和石墨 /LiCoO 2 鋰離子電池體系中使用 ,工作溫度可降至 -40,電導(dǎo)率約為 1mS/cm.Xiao等 通過(guò)優(yōu)化溶劑配比含量來(lái)提高電解液低溫性能 ,獲得了最佳電解液 lmol/L LiPF 6EC/DMC/EMC (體積比 8.3：25： 66.7),用于鋰離子電池 ,在-40下以 0.1C倍率放電到 2.0V 容量能保持常溫下地 90.3.低溫性能

11、地提高主要?dú)w因于 EMC具有低地熔點(diǎn) ,它作為共溶劑有效拓寬了 EC/DMC 地溫度范圍 .添加鏈狀羧酸酯類鏈狀羧酸酯具有較低地熔點(diǎn) .在電解液中添加適量鏈狀羧酸酯 ,鋰離子電池地低溫性能同樣也可以得到改善 .可以使用地鏈狀羧酸酯主要包括乙酸甲酯 (MA) 、乙酸乙酯 (EA)、甲酸甲酯 (MF)、丙酸甲 (MP)和丙酸乙酯 (EP)、丁酸甲酯 (MB) 、丁酸乙酯 (EB)等.表1中給出了主要鏈狀羧酸酯類地某些關(guān)鍵地物理參數(shù) .將MF用在鋰離子電池中有很多優(yōu)點(diǎn) ,它易于純化 ,具有較高地介電常數(shù) ,用它配制地電解液具有很高地電導(dǎo)率并且能在非常低地溫度下工作 .另外它地電化學(xué)穩(wěn)定范圍較寬 (&

12、gt;4.5 V),可用于 LiCoO 2、 LiNiO 2作為正極組成地電池中 .表 1 主要鏈狀羧酸酯地物理性能溶劑介電常數(shù)黏度 /mPa· s熔點(diǎn) /OC沸點(diǎn) /OC閃點(diǎn) /OCEMC2.90.66-5510823MA6.70.37-9858NAMP6.2NA-88806.2MB5.5NA-8410314MF8.50.33-9932-32EA6.0NA-8874-4EPNANA-74995EB5.2NA-9312125第二章電解液負(fù)極成膜添加劑研究進(jìn)展2.1 成膜添加劑1) 還原型成膜添加劑Ein-Elit 等人研究發(fā)現(xiàn)使用 SO2作為添加劑 ,即使?jié)舛戎挥?1,也有利于在石墨

13、表面形成一層良好地SEI膜.這主要是因?yàn)镾O2發(fā)生還原反應(yīng)電位2.7V(vs Li/Li +) 低于電解質(zhì)溶劑或鋰離子地還原電位. 在此研究基礎(chǔ)上 ,Ein-Elit又發(fā)現(xiàn)了一種新地添加劑 CS2,以DEC+52為溶劑,加入 lmol/LCS (體積分?jǐn)?shù) )LiPF6后作循環(huán)伏安測(cè)試 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,CS2還原電位 1.9V(vsLi/Li + )優(yōu)先于溶劑還原 ,起到了保護(hù)溶劑地作用 ,提高了電池地循環(huán)壽命 .由于電解液溶劑碳酸乙烯酯 (EC)具有較高地熔點(diǎn) (36 ),使電池地使用溫度范圍受到限制 ,碳酸丙烯酯 (PC)具有較低地熔點(diǎn) (-49.2 ),能夠有效抑制 EC在低溫時(shí)結(jié)晶析出

14、 ,提高鋰離子電池地低溫性能 .但 PC容易與鋰離子一起向石墨負(fù)極共嵌 ,使石墨發(fā)生剝落 ,導(dǎo)致鋰離子電池循環(huán)性能顯著下降.Xu 等人在含 PC地電解液中加入添加劑丁磺酸內(nèi)酯 (BS),發(fā)現(xiàn) BS能夠有效抑制PC共嵌 ,同時(shí)顯著提高鋰離子電池地電化學(xué)性能 .其主要原因是 BS分子具有比溶劑 PC分子低地最低空軌道能量 ,優(yōu)先于溶劑分子在石墨電極上還原 ,并形成 SEI膜.與此相似 ,Zuo等人研究發(fā)現(xiàn) PS(丙磺酸內(nèi)酯 )也能夠顯著提高鋰離子電池地電化學(xué)性能 .Wrodnig 等則在 lmol/L LiCIO 4/PC中添加 5(體積分?jǐn)?shù) )亞硫酸乙烯酯 (ES) 或亞硫酸丙烯酯 (PS)也可

15、以有效防 PC分子嵌入石墨電極導(dǎo)致其剝落 .據(jù)報(bào)道,在目前眾多電解液添加劑中使用效果最好地是碳酸亞乙烯酯(VC).Aurbacht 等人用電化學(xué)方法和譜學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了研究 ,發(fā)現(xiàn) VC 能夠非常顯著地提高電池地循環(huán)性能 ,尤其是提高電池在高溫時(shí)地循環(huán)性能 ,降低不可逆容量 .其主要原因是 VC 可以在石墨表面發(fā)生聚合生成聚烷基碳酸鋰膜 ,從而抑制溶劑和鹽陰離子地還原 .但 VC 不穩(wěn)定很容易發(fā)生聚合而變質(zhì) ,而且價(jià)格比較昂貴 .在此研究基礎(chǔ)上 ,Chen和Hu 等研究了 VC 地衍生物碳酸乙烯亞乙酯 (VEC) 作鋰離子電池電解液添加劑 ,Chen等用傅立葉紅外光譜和溶膠透射光譜 (GPC)

16、實(shí)驗(yàn)研究 VEC在陽(yáng)極氧化地反應(yīng)產(chǎn)物 ,研究結(jié)果表明 VEC氧化地半波電位為 3.6V左右 ,并形成鈍化膜； Hu等地實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明向電解液中添加 5 (體積分?jǐn)?shù) ) 地VEC, 也能夠有效抑制溶劑 PC在石墨電極上地分解與共嵌 ,VEC 能在電極表面形成性能優(yōu)良地 SEI膜.2.2SEI 成膜添加劑美國(guó) Covalent公司地 Ein-EliY 等曾報(bào)道 ,在電解液中加一些如SO2 、CO2、 CO等小分子 ,可促使以 Li 2 、23、 Li 23、Li 2 4、Li 2O為主要成分地鈍化膜地SLi COSOSO形成 ,它們地化學(xué)穩(wěn)定性好,具有良好地鋰離子導(dǎo)電能力,并能防止石墨地剝落 ,改善

17、鋰離子電池地循環(huán)性能.然而 ,CO2 在電解液中溶解度小 , 使用效果并不十分理想；相比之下 ,SO2地成膜效果和對(duì)電極性能地改善十分明顯,但與電池處于高電位條件下地正極材料相容性差,難以在實(shí)際生產(chǎn)中使用 .Ein-EliY 等地實(shí)驗(yàn)還表明 ,添加大量地 SO2能促進(jìn)Li在石墨中地嵌入和脫嵌地可逆循環(huán),提高導(dǎo)電率 .(20),鹵化鋰地導(dǎo) Li +性能雖不如 Li 2CO3和 Li 23 但它們是熱力學(xué)穩(wěn)定地SEI膜地SO ,組分 ,對(duì)穩(wěn)定 Li 2CO3和 Li 23等其它 SEI膜組分有重要意義 .加入鹵化物如 LiI,LiBrSO或 NH4 I也可以有效改善鈍化膜 ,同時(shí)可以防止 Mn(

18、)地溶解 .鹵代有機(jī)成膜添加劑包括氟代、氯代和溴代有機(jī)化合物.這類添加劑借助鹵素原子地吸電子效應(yīng)提高中心原子地得電子能力,使添加劑在較高地電位條件下還原并有效鈍化電極表面.ZX Shu引等介紹在有機(jī)電解液中加入一定量地鹵代有機(jī)溶劑 ,可以在碳電極表面形成穩(wěn)定地SEI膜 ,降低成膜過(guò)程中電解液地消耗,從而使電池地性能和壽命得到改善.如加入氟代碳酸酯后 ,界面膜地電阻明顯降低 ,鋰離子傳遞時(shí)產(chǎn)生地極化 ??；而且 在低溫下 也具有良好地 鋰離子 傳遞能力 .A Najitm 等認(rèn)為 ,在 Pc+鋰鹽電解液體系中加入微量地 C1-EC(氯代碳酸乙烯酯 )、 Br-BL 或Me-CIF( 氯代甲酸甲酯

19、),石墨電極循環(huán)性能優(yōu)于沒(méi)有加入添加劑地電解液 ,可提高電極地可逆容量約 10.另?yè)?jù) Sony公司地專利報(bào)道 ,在鋰離子電池非水電解液中加入微量苯甲醚或其鹵代衍生物 ,能夠改善電池地循環(huán)性能 ,減少電池地不可逆容量損失 .表2列出了一些代表性成膜添加劑地名稱、作用體系、最佳用量和改進(jìn)效果等情況.表 2 代表性成膜添加劑地比較名稱狀態(tài)種類作用體系最佳用量改進(jìn)效果ES液體 有機(jī) PC3%-5%首次充放電效率達(dá) 92.9%苯甲醚液體有機(jī) EC+DEC 1.6%首次充放電效率達(dá) 90%N,N- 二甲基三氟乙酰胺液體有機(jī) PC5%有效抑制 PC 分子地嵌入碳酸氯乙烯酯（ CI-EC ） 液體有機(jī) EC+

20、PC 5%顯示出了長(zhǎng)地壽命 , 充放電效率達(dá) 90%12- 冠-4 醚（ 12-Cr-4 ） 液體有機(jī) PC+EC0.35mol/L 改善 SEI 膜地結(jié)構(gòu)和電極循環(huán)性能SO2氣體無(wú)機(jī) PC,DMC, 20%大幅提高電極可逆容量CO 2氣體無(wú)機(jī) PC飽和明顯改善電極循環(huán)性能Li 2CO3固體無(wú)機(jī) EC+DEC飽和減少氣體生成和電極首次不可逆容量第三章電解質(zhì)鋰鹽地研究進(jìn)展3.1 鋰鹽地?cái)⑹鲣囯x子電池中使用地鋰鹽種類很多 ,以陰離子不同分類可分為無(wú)機(jī)陰離子鋰鹽和有機(jī)陰離子鋰鹽兩類 .無(wú)機(jī)陰離子鋰鹽主要包括 LiClO 4 、 LiBF 4、 LiPF6 、 LiAsF 6.LiClO 4是一種強(qiáng)氧

21、化劑 ,加入有機(jī)溶劑中容易發(fā)生爆炸 ,出于安全考慮 ,在工業(yè)上不使用 ,仍作為實(shí)驗(yàn)室研究用 .LiAsF 6不易分解 ,但由于砷毒性問(wèn)題而受到限制 .LiBF 4 導(dǎo)電性能及循環(huán)性差 .LiPF 6不穩(wěn)定 ,易吸水 ,在溶液中分解產(chǎn)生微量地 LiF 及PF5,但由于其電導(dǎo)率高 ,因此商業(yè)上廣泛應(yīng)用 . 此外 ,LiAICI 4、 LiSCN 、 LiTaF 6、 LiGeF6 等地使用也在研究中 16.新近報(bào)道 ,雜多酸作為電解質(zhì)鋰鹽,如 Li 3PW12O40·nH2O 和 Li 4SiW 12O40·nH2O有高地充放電能力及循環(huán)能力 .(例如 LiCF3 3、全氟烷基

22、磺酰亞胺有機(jī)陰離子鋰鹽包括全氟烷基磺酸鋰鋰 (例如 Li(CF 3 3 2 和52 2SO )如32 3N)、全氟烷基磺酰甲基鋰(),SO)NLi(C2F SO )LiC(CF SO )以及有機(jī)硼酸酯 .有機(jī)硼酸酯是目前新研究地一種鋰鹽 .Zhang S等研究 ,1,3丙烯二醇硼酸酯與EC按1：2混合 ,lmol/L 地 LiClO 4 電解液中分解電壓高達(dá) 5.8V, 并在穩(wěn)定堿金屬離子與其它溶劑不被陰極分解方面起有利作用.韓景立等研究 ,把5磺基水楊酸苯基硼酸鋰溶入EC/DMSO體系中獲得良好地耐氧化能力和穩(wěn)定性.此外 ,LiB(C 6 4 2 2、LiB(C1062 2 等幾種硼酸鋰鹽配

23、以不同有機(jī)溶劑,均可獲得H 0 )HO ) 高地循環(huán)能力 .在這些結(jié)構(gòu)上加入吸電子基團(tuán) ,可提高分解電壓 .如在每個(gè)螯合配體上加入氟原子 ,分解電壓提高 0.1V.從鋰鹽地發(fā)展來(lái)看 ,陰離子半徑增大是一個(gè)趨勢(shì) .優(yōu)點(diǎn)在于半徑增大 ,晶格能減小 ,正負(fù)離子間作用力減弱 ,由離子鍵為主過(guò)渡到以共價(jià)鍵為主 , 有易溶解傾向；相應(yīng)要求有機(jī)溶劑地解離性減弱 .此外 ,相對(duì)于其它路易斯堿 (ClO -4、 PF-6 )有更高地?zé)岱€(wěn)定性 .如果大陰離子中有吸電子基團(tuán) ,電荷分散性好、分解電壓提高 .3.2各種型式鋰鹽四氟硼酸鋰 (LiBF 4)LiBF 4作為鋰離子電池電解液地溶質(zhì)早在 20世紀(jì) 80年代就

24、有人研究過(guò) ,由于它地電導(dǎo)率不高 ,沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用 .但 LiBF 4有很好地?zé)岱€(wěn)定性 ,對(duì)水分地敏感程度比 LiPF6低許多 .由于具備這些優(yōu)點(diǎn)最近 LiBF 4又引起了研究者很大地趣 .Zhang 等發(fā)現(xiàn) LiBF 4電導(dǎo)率雖然沒(méi)有相同溶劑中地 LiPF6電導(dǎo)率高 ,但 LiBF 4基電解液有很好地低溫性能 .在30下 ,鋰離子電池用電解液 1mol/L LiBF 4PC/EC/EMC( 質(zhì)量比1： 1： 3)地容量是 20下地 86,而用 LiPF 6基電解液只能保持 72 .而且還發(fā)現(xiàn) LiBF 4基電解液在 -30下還具有較小地極化程度 .雙草酸硼酸鋰 (LiBOB)LiBOB 被

25、認(rèn)為是一種很有潛力代替LiPF6地新型鋰鹽 ,價(jià)格比其它鋰鹽都便宜 .LiBOB 基電解液地研發(fā)拓寬了鋰離子電池在運(yùn)輸領(lǐng)域里地使用 .用熔點(diǎn)較低地PC作溶劑取代 EC配成 LiBOB 電解液不僅能夠穩(wěn)定石墨負(fù)極 ,而且還有 LiPF 6所不具備地獨(dú)特性質(zhì) ,并可拓寬鋰離子電池地低溫應(yīng)用范圍 .有研究表明 ,把LiBF 4與LiBOB( 摩爾比 9：1)混合鋰鹽溶解在 PC/EC/EMC(質(zhì)量比 1：1：3)中組成電解液 , 用于 Li/LiFePO 4電池 ,在-50下以 lC放電到約 3V, 能放出常溫容量地 30 .此外研究還表明 LiODFB 具有 LiBF 4和LiBOB 共同地優(yōu)點(diǎn)

26、,因?yàn)樗鼗瘜W(xué)結(jié)構(gòu)是由各 1/2地 LiBF 4 和LiBOB 地分子結(jié)構(gòu)組成 .與 LiBOB 相比 ,LiODFB 更易溶于直鏈碳酸鹽溶劑 ,用它作為電解質(zhì)地鋰離子電池有更好地低溫性能和高倍率放電性能.其它新鋰鹽Mandal等研究了一種新地鋰鹽 LiTFSI(CF 3SO2)2NLi, 這種鋰鹽具有比 LiPF6 更穩(wěn)定地性能 .0.9 mol/L LiTFSI 溶解在 EC/DMC/EMC( 質(zhì)量比 15：37： 48)中 ,得到地電解液在 -40下具有 2mS/cm 地高電導(dǎo)率 ,將其用于 LiNi 0.8Co0.2O2作正極地電池 ,在-40下放電能保持 25下容量地 20.盡管離最

27、終目標(biāo)尚有很大差距 ,但初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明含有這些新鋰鹽地電解液具有開(kāi)發(fā)潛力 .Yu 等指出鋰離子電池地溶劑必須具有很好地電化學(xué)穩(wěn)定性 ,分解電壓必須高于 4.2 V. 事實(shí)上 PS和DMS 與LiPF6組成地溶液地分解電壓都高 4.5 V, 滿足鋰離子電池地需要；而 ES和DES與LiPF6組成地溶液地分解電壓最高才達(dá)到 3.5V,它們只能作為電解液地添加劑使用 .Wrodning等使用 ES作為添加劑 ,體積分?jǐn)?shù)為 5時(shí)可以有效地防止 PC分子嵌入石墨電極導(dǎo)致其剝落 .這主要由于 ES還原電位約 2V(vs Li/Li + ),可以在石墨負(fù)極表面形成鈍化膜 ,提高電解液地低溫性能 .Moil

28、er 等報(bào)道了 JV 二甲基三氟乙酰胺 (DTA) 地有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 , 它具有黏度低 (1.09mPa ·S,25) 、沸點(diǎn) (135) 和閃點(diǎn) (72) 高等特點(diǎn) ,在石墨表面有較好地成膜能力 ,對(duì)正極也有較好地氧化穩(wěn)定性 ,可以作為電解液添加劑 ,組裝成地電池在低溫下具有優(yōu)良地循環(huán)性能 .此外 10DTA與 PC地混合溶劑地凝固點(diǎn)低于 -40,有望成為另外一類新地低溫電解液 .另外 ,有機(jī)硼化物、含氟碳酸酯也有利于電池低溫性能地提高 ,系統(tǒng)地工作有待進(jìn)一步深化 .結(jié)語(yǔ)為提高鋰離子電池低溫性能,應(yīng)當(dāng)發(fā)揮有機(jī)溶劑和鋰鹽地協(xié)同作用和功能.可以通過(guò)選擇物理化學(xué)性質(zhì)適當(dāng)?shù)赜袡C(jī)溶劑或調(diào)整溶劑

29、與溶質(zhì)地相容性 ,優(yōu)化電解液組成來(lái)實(shí)現(xiàn) .PC地熔點(diǎn)比 EC低,在低溫電池領(lǐng)域具有良好前景 .相信隨著抑制 PC 分子嵌入石墨電極添加劑研究地不斷深入 ,它必將能夠大量用于低溫鋰離子電池中 .此外 , 由于添加劑具有用量小、見(jiàn)效快地特點(diǎn) ,尋找與開(kāi)發(fā)低溫電池添加劑也是可以獲得技術(shù)突破地重要環(huán)節(jié) .大幅度提高電解液低溫性能 ,將很大程度推進(jìn)鋰離子蓄電池在電動(dòng)汽車等領(lǐng)域地應(yīng)用進(jìn)程 .參考文獻(xiàn)1 Capiglia C,Saito Y,Kageyama H,et a1 ” Li and 9Fdiffusioncoefficients and thern properes of nonaqueous d

30、ecuolytesolutions for rechargeable lithium batteriesJ JPower Sources.2Zhang S S,Jow T R,Amine K,et a1 LiFP6-EC-EMC electrolyte forLiion bateryJ·PowerSources,2002,107： 18-23 3Plichta E J,BEHL W K A low ·temperature electrolyte for lithiumand lithium-ion bateriesJPowerSources,2000,88； 192 ·1964 肖利芬 ,艾新平 ,楊漢西 ,等鋰離子電池用低溫電解質(zhì)溶