高壓鋰離子電池電解液有哪些類型

來源：存能電氣  日期：2019-09-12 09:15  瀏覽量：次

　　高壓鋰離子電池電解液有哪些類型？電解液是一個(gè)非常復(fù)雜的體系，鋰離子電池高電壓正極材料是近年來研究的熱點(diǎn)，而與之相適應(yīng)的高壓電解液也成為了研究重點(diǎn)。開發(fā)新型電解液體系是研究鋰離子高電壓電解液中關(guān)注最多的方向，主要包括：氟代溶劑、腈類化合物、砜類化合物和其他新型溶劑化合物。

　　高壓鋰離子電池電解液有哪些類型？

　　普通鋰離子電池電解液在高電壓下的氧化分解限制了高壓鋰離子電池的發(fā)展，為了解決這一問題，需要設(shè)計(jì)、合成新型的耐高壓電解液或?qū)ふ液线m的電解液添加劑。然而從經(jīng)濟(jì)效益考慮，發(fā)展合適的電解液添加劑來穩(wěn)定電極/電解液界面更加受到研究者們的青睞。

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　　傳統(tǒng)的碳酸酯類電解液工作電壓達(dá)到4.5V以上時(shí)，就會(huì)發(fā)生劇烈的氧化分解反應(yīng)，致使鋰電池的嵌脫鋰過程無法正常進(jìn)行。新型碳酸酯類電解液可有效改善碳酸酯電解液的高壓性能。

　　②腈類高壓電解液

　　非質(zhì)子脂族二腈化合物NC-(CH)n-CN(n=3~8)作為電解質(zhì)具有耐高壓且安全的特性，在電壓7～8V時(shí)，表現(xiàn)出良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，具有較高的燃點(diǎn)和閃點(diǎn)。在腈類溶劑中加入EC或DMC，可以顯著改善腈類電解液與石墨電極的兼容性，提高鋰鹽的溶解度。另外，1,3,6-己烷三腈憑借著較好的高溫儲(chǔ)存和循環(huán)性能在高電壓鋰電池電解液應(yīng)用方面有著巨大優(yōu)勢(shì)。但是如何降低腈類溶劑的毒性和生產(chǎn)成本，仍是該類電解液在電池應(yīng)用中亟待解決的問題。

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　　砜類有機(jī)物的介電常數(shù)都在40以上，在電壓5.5V以下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。例如環(huán)丁砜(SL)是一種常見的具有高介電常數(shù)、寬電化學(xué)窗口、強(qiáng)極性等特點(diǎn)的溶劑。但砜類有機(jī)物粘度大，熔點(diǎn)高，且與石墨負(fù)極材料的兼容性較差。往往需要加入添加劑以降低粘度，提高電解液的電導(dǎo)率。因此提高砜類電解液安全性能、降低砜的粘度仍是需要研究的方向。

　?、茈x子液體高壓電解液

　　離子液體(ILs)是由陰陽離子組成的室溫熔融鹽，具有高閃點(diǎn)、高燃點(diǎn)、低揮發(fā)性、高介電常數(shù)和寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口的特點(diǎn)。目前研究時(shí)，陰離子多定為TFSI-，其在低電位下容易被還原成不溶Li+的化合物，并在鋰、石墨陽極表面形成鈍化膜。吡咯類和哌啶類電解液在2.5～4.8V有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，但電導(dǎo)率都相對(duì)較低，電阻較高；咪唑類電解液電導(dǎo)率很高，但其循環(huán)穩(wěn)定性較差，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

　　總的來說，鋰離子電池高電壓電解液得到了許多研究者的關(guān)注，成為了鋰離子電池電解液最主要的研究方向，不同高電壓電解液體系都各自有優(yōu)缺點(diǎn)。隨著研究的不斷深入，新型溶劑體系電解液一定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用前景。