锂离子电池电解液功能性添加剂的设计及应用

锂离子电池电解液功能性添加剂的设计及应用

段士涛

河南平煤国能锂电有限公司 河南新乡 453700

摘要：锂离子电池具备工作电压高，循环寿命长，自放电小，对外界污染小的优势，已成为一种重要的新型能源，尤其在新能源汽车方面得到广泛应用。添加剂是锂离子电解液中重要的组成部分，对于电解液的性能具有决定性作用，开展功能性添加剂的研究设计，已成为当前锂离子电解液发展的重要方向。同时锂离子电解液溶剂对于电池的温度应用领域和放电倍率具有重要影响，因此对锂离子电池电解液与功能性添加剂进行设计应用显得尤为重要。在当前锂离子电池的组成中，需要重视电解液、功能性添加剂以及正负极材料。电解液作为锂离子电池的核心组成部分，对于电解液的构成进行优化设计，确保电解液的有机溶剂性能能够得到优化。

关键词：锂离子电池；电解液；功能性添加剂；设计与应用

引言

锂离子电池是目前应用最为广泛的电化学储能方式，已经大规模应用于3C数码电子设备、新能源汽车、储能基站、航天及军事装备等领域。电解液被誉为电池的“血液”，在电池中承载着锂离子的传输、在正负极界面生成固体电解质膜等重要作用。随着锂离子电池技术的不断发展，高能量密度、长循环寿命、高倍率性能、宽温度使用范围以及高安全性是研究的重点，功能添加剂的研究是锂离子电池研究的重要方向。

1电解液设计要点

当前锂离子电池电解质分析中，有机溶液作为溶液的主要成分，必须与有机溶液的设计方面进行比较。当前锂离子电池的电解中，生物溶剂指锅炉、碳酸和碳酸盐等类别。电池驱动溶剂中的碳富集主要涉及两类碳富集:有机溶液中的碳富集和链中的碳富集。碳富集有碳酸、碳酸丙烯腈两种，锂溶液强，温度峰值高，常作为电解质的基础溶液，尤其是碳酸钙，负膜容量较好，是当今电解的主要溶剂之一。碳酸盐丙烯腈分离石墨，不能大量用于液体溶液。链石炭黑熔点低，粘度低。因此，导电点较高，但电池温度较低，通常与循环聚碳酸酯结合使用，以确保锂离子电池的高工作和安全水平。

2电解液组成及功能

作为锂离子电池的核心材料之一，电解液起到重要的作用。电解液组成包括锂、溶剂和功能补充剂。当前主流解决方案是锂离子(lipf 6)，它提供了影响电池尺寸和循环性能的锂源。溶剂主要包括碳酸盐类和碳酸盐类、静电盐溶液和锂离子输送保证。功能扩展是提高电池性能的最经济高效的方法。通过额外过滤和相互关系研究明显提高电解质性能是近年来锂离子电池研究的一个关键方面。

3电解液功能添加剂

3.1高温添加剂

当前的锂离子电池主要由碳酶电解质组成，导致电解液可能导致电池爆炸。因此，电解的安全问题是目前需要解决的紧迫问题。向电解质中添加锂离子添加剂或钴铁锰结壳是实现这一目的的一种更有效的方法。高温锂离子电池主要含有阻燃剂和等离子体液体。可通过添加附加电阻修饰符来提高电池性能。磷芦笋首先应用于高分子复合材料，由于其具有高强度和无毒性等优点，逐步应用于锂离子电池。当前公认的机制是气动、耐冷凝和协作机制。例如，在气动排气机构中，一组具有游离氢反应的磷稀释剂可能会在电解质中崩溃，从而减缓燃烧链的反应。常见的有机磷保护疫苗有邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯和磷酸酯。

3.2幻灯片添加

锂离子电池在通过氧化还原至表面进行消化时，既产生正负性物质，又产生静电放电，其中负性表面产生的表面膜称为半边天，正面表面产生的表面膜称为CEI膜。SEI和CEI薄膜的稳定性在提高电池寿命、使用寿命、高温和高速性能方面起着重要作用。良好的SEI和CEI膜允许锂离子自由渗透，引发对正、负、静电放电的进一步反应，提高电池的整体性能。膜添加剂是在首次加载时具有正负界面的物质，对氧还原反应有利，产生良好的CEI和SEI薄膜。

3.3含硼添加剂

硼砂照相机作为膜添加剂用于促进石墨波兰表面的SEI膜的生成。LiBOB、B2O3和丙烯腈或甲烷为基础的膜添加剂防膜放大器，有助于提高电池性能，可通过捕获活性元素，如。b .锂离子和锂锰形成稳定的SEI薄膜。大多数安非他明还可以用来减少电池的放电。在电池循环过程中，许多硝化甘油仪式通过在前面板上形成保护薄膜来提高电液界面的稳定性，从而提高电池性能。

3.4浸渍剂

面对持续运动后新能源汽车的需求不断增加，通过提高锂离子电池的能量密度来满足3C数字产品寿命的高要求。增加正负材料的压力密度是提高锂离子电池能量密度的重要工具。增加正负极值材料的密度可提高电解质的潜水性能。选择高电常数低粘度热溶剂可提高静电放电的浸渍性能。将电池性能与性能和湿度相结合，同时提高电池性能，从而优化锂盐浓度。近年来，电解质的诱导得到了改善，选择了浸礼增加的改善，其明显表现为增加较少。f-负离子氟氯烃(FB)降低了电解质在正负表面的表面张力，提高了电池的潜水性能。同时FB有一个苯缸，通过高度安全的对准防止正金属压缩电解催产素，提高电解质的稳定性，延长电池寿命。

3.5硫化氢

二氧化硫添加剂通常用作SEI薄膜优化器，抑制电解质的溶解，提高了SEI层结构的性能。硫化氢有多种，主要是SO2、聚合酶、CS2和水族馆。但加气会导致电池内部压力过大，因此不能运行。丙烯腈和碳酸盐结构相似，具有取代碳富集的潜力。

4锂离子电池电解液功能性添加剂优化应用措施

(1)优化静电放电的性能。锂离子电池具有静电放电附加功能，其优化设计要求提高静电放电性能。提高电解液的稳定性需要通过高温和不可燃溶剂来提高锂离子电池的稳定性。提高有机电解质的稳定性，方法是通过扩大静电放电，利用氖合成器的光泽反射和不可燃特性优化放电充电过程中的电池性能。锂离子电池采用有机溶液，通过添加高度可靠的材料增强了添加剂的功能。(2)优化静电放电的性能。补充功能锂离子电池的优化设计需要在低温升的情况下提高静电放电的性能。对于锂离子电池，航空和国防工业的性能有所提高。锂离子电池必须在-40° C的环境中使用，因为当前的锂离子电池在-30° C的固定点运行，需要优化以在低温下获得最佳性能，从而确保锂离子电池能够在低温下运行。H

结束语

随着电池技术的快速发展，高电压、高比能（采用高镍/硅碳高比能正负极材料和提高压实密度）、宽温区、高功率、长循环、高安全性是目前研究的重点方向，电解液作为最终匹配性材料的研究也极为重要。功能添加剂作为最经济、有效提升电池性能的材料，其系统、深入的研究，将在锂离子电池电解液开发过程中起到核心的作用。

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