解析锂离子电池电解液添加剂

1、含硼添加剂

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高压锂离子电池中，来增强正极界面稳定性。

2、有机磷添加剂

根据前线轨道能量与电化学稳定性的关系：分子的HOMO越高，轨道中的电子越不稳定，氧化性越好：分子的LUMO越低，越容易得电子，还原性越好。目前所用的有机磷类添加剂还包括磷酸酯类化合物。XIA等将三烯丙基磷酸酯(TAP)添加剂应用到Li[Ni0.42Mn0.42Co0.16]O2(NMC442)石墨全电池中，发现当有TAP存在时会显著提高库仑效率，长时间循环后，仍然具有很高的容量保持。XPS结果表明，在循环过程中，烯丙基可能会发生交联电聚合反应，得到的产物覆盖到电极表面，形成均匀的SEI膜。

3、碳酸酯类添加剂

含氟皖基(PFA)化合物具有很高的电化学稳定性，同时具备疏水性与疏油性的特性，当PFA添加到有机溶剂中，疏溶剂的PFA会凝聚到一起形成胶团。由于PFA的这一特性，ZHU等尝试将全氟烃基(下图中TEM-EC、PFB-EC、PFH-EC、PFO-EC)取代的碳酸亚乙酯添加到高压锂离子电池电解液中，关于Li1.2Ni0.15Mn0.55Co0.1O2石墨电池，当加入0.5%(质量分数)的PFO-EC后，电池在长时间循环过程中性能明显提高，这重要是因为添加剂在循环过程中形成了双层的钝化膜，同时减少电极表面的降解与电解液的氧化分解。

4、含硫添加剂

近年来，将有机磺酸酯作为添加剂应用到锂离子电池中的报道很多。PIRES将1，3-丙磺酸内酯(PS)加入到高压锂离子电池电解液中，有效抑制了电极表面副反应的发生以及金属离子的溶解。ZHENG等用二甲磺酰甲烷(DMSM)作为高压LiNil/3Col/3Mn1/3O2石墨电池电解液添加剂，XPS、SEM以及TEM分析结果表明，MMDS的存在对正极SEI膜具有很好的修饰用途，即使在高压下也能显著降低电极/电解液界面阻抗，提高正极材料的循环稳定性。此外，HUANG等分别研究了三氟甲基苯硫醚(PTS)添加剂在高压锂离子电池室温及高温下的循环性能。理论计算数据与实验结果分析得出，在循环过程中PTS比溶剂分子优先被氧化，形成的SEI膜提高了电池在高电压下的循环稳定性。此外，一些噻吩及其衍生物也被考虑作为高压锂离子电池添加剂使用，当加入这些添加剂后，会在正极表面形成聚合物膜，防止了电解液在高压下的氧化分解。