电解液是如何保障锂离子电池安全性的？

电解液被喻为锂离子电池的‘血液’，担负电池充放电过程离子输运任务，具有不可替代的用途。其一般由高纯度有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂等）、添加剂等原料组成。贺艳兵告诉记者。

以锂离子电池为例，电解液是四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，在电池中正负极之间起到传导锂离子的用途，换言之，没有它的输运，电池就不能进行充放电。贺艳兵指出，目前使用的电解液是可燃性体系，粘度越小、离子输运能力越强，离子电导能力越高。锂离子电池负极表面有叫固态电解质界面（SEI）膜的保护薄层，其对负极循环稳定性至关重要，也对电池安全性有很大影响；而电解质的组分决定SEI膜的性质，对电池循环稳定性和安全性有重要影响。

贺艳兵说，科研人员在努力提升动力锂电池的高能量密度和快充速度，但是在追求这两个指标的过程中，对电池循环体系会带来安全性隐患，这也正是研制电池电解液的挑战。

这种挑战重要表现在两个方面，一是通过电池电压升高新增电池能量密度，假如让电池充电从4.2伏提高到4.5伏甚至更高，电解液耐高压能力不适配，就会被氧化分解，放出的热量使电池温度升高，并出现大量气体；而在高温下，一旦负极表面SEI膜分解破坏后，裸露负极与电解液发生放热反应，电池温度会进一步升高，引起电解液与正极材料、粘结剂热反应，可能会引起电池爆炸。

二是电池在快速充电过程中会发热，锂离子从正极到负极时，负极吸收速度较慢，这样锂离子鱼贯而入不能快速嵌入石墨负极，犹如一群人拥堵在门口，锂析出来后便会沉积在SEI膜表面，形成锂金属，甚至会把负极外表面SEI膜破坏。

高度氟化只为新增阻燃性

贺艳兵指出，开发耐高压电解液、阻燃电解液、低温电解液，以及优化SEI膜等，是目前电池电解液的重要研究方向。

采用易燃有机电解液的锂离子电池，一直制约着锂二次电池（又称为充电电池或蓄电池）向电动汽车和大规模储能领域发展。近日，武汉大学化学与分子科学学院曹余良教授团队与美国西北太平洋国家实验室，共同在《自然能源》在线发表有关非燃磷酸酯电解液在锂离子电池应用的研究成果。贺艳兵对此解释说：这项研究一改在电解液中添加阻燃剂，提出直接用非可燃溶剂磷酸三乙酯，能够同时保证电池的优异电化学和安全性能。