钜大LARGE | 点击量：268次 | 2023年12月25日
什么是锂电池电解液？锂电池电解液添加剂有什么？
什么是锂离子电池电解液？锂离子电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂离子电池正、负极之间起到传导离子的用途，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液是化学电池、电解电容等使用的介质(有一定的腐蚀性)，为他们的正常工作供应离子,并保证工作中发生的化学反应是可逆的。电解液由专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，密度一般是1.24-1.30克每立方厘米。电解液不是电解质溶液的简称，而比它的涵盖面更广，包括电解质的水溶液与熔化状态的电解质。
锂离子电池电解液添加剂有什么？
电解液添加剂重要有成膜添加剂；导电添加剂；阻燃添加剂；过充保护添加剂；控制电解液中H2O和HF含量的添加剂；改善低温性能的添加剂；多功能添加剂。
1、成膜添加剂
优良的SEI膜具有有机溶剂不容性，允许锂离子电池的离子自由的进出电极而溶剂分子无法穿越，从而阻止溶剂分子共插对电极的破坏，提高电池的循环效率和可逆容量等性能。重要分无机成膜添加剂（SO2、CO2、CO等小分子以及卤化锂等）和有机成膜添加剂（氟代、氯代和臭代碳酸酯等，借助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电力能力，使添加剂在较高的电位条件下还原并有效钝化电极表面，形成稳定的SEI膜。）另有Sony公司专利报道，在锂离子电池非水电解液中加入微量苯甲醚或其卤代衍生物，能改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
2、导电添加剂
对提高电解液导电能力的添加剂的研究重要着眼于提高导电锂盐的溶解和电离以及防止溶剂共插对电极的破坏。
按其用途类型可分为与阳离子用途型（重要包括些胺类和分子中含有两个氮原子以上的芳香杂环化合物以及冠醚和穴状化合物）、与阴离子用途型（阴离子配体重要是一些阴离子受体化合物，如硼基化合物）及与电解质离子用途型（中性配体化合物重要是一些富电子基团键合缺电子原子N或B形成的化合物，如氮杂醚类和烷基硼类）。
3、阻燃添加剂
作为商业化应用，锂离子蓄电池的安全问题依然是制约其应用发展的重要因素。锂离子蓄电池自身存在着许多安全隐患，如充电电压高，而且电解质多为有机易燃物，若使用不当，电池会发生危险甚至爆炸。因此，改善电解液的稳定性是改善锂离子电池安全性的一个重要方法。在电池中添加一些高沸点、高闪点和不易燃的溶剂可改善电池的安全性。
重要分为（1）有机磷化物（2）有机氟代化合物（3）卤代烷基磷酸酯
4、过充保护添加剂
关于采用氧化还原对进行内部保护的方法人们进行了广泛的研究，这种方法的原理是通过在电解液中添加合适的氧化还原对，在正常充电时这个氧化还原对不参加任何化学或电化学反应，而当电池充满电或略高于该值时，添加剂开始在正极上氧化，然后扩散到负极发生还原反应，如下式所示。
正极：R>O+ne-负极：O+ne-→R最佳的过充电保护添加剂应该具有4.2-4.3V的截止电压，从而满足锂离子蓄电池大于4V电压的要求，总的来说，这一部分的研究工作还有待进一步研究。
5、控制电解液中水和HF含量的添加剂
有机电解液中存在的痕量水和HF对性能优良的SEI膜的形成是有一定用途的，这些都可以从EC、PC等溶剂在电极界面的反应中看出。但水和酸（HF）的含量过高，不仅会导致LiPF6的分解，而且会破坏SEI膜。当A1203、MgO、BaO和锂或钙的碳酸盐等作为添加剂加入到电解液中，它们将与电解液中微量的HF发生反应，降低HF的含量，阻止其对电极的破坏和对LiPF6分解的催化用途，提高电解液的稳定性，从而改善电池性能。但这些物质去除HF的速度较慢，因此很难做到阻止HF对电池性能的破坏。而一些酸酐类化合物虽然能较快地去除HF，但会同时出现破坏电池性能的其它酸性物质。烷烃二亚胺类化合物能通过分子中的氢原子与水分子形成较弱的氢键，从而阻止水与LiPF6，反应出现HF。
6、改善低温性能的添加剂
低温性能为拓宽锂离子电池使用范围的重要因素之一，也是目前航天技术中必须具备的。N，N一二甲基三氟乙酰胺的黏度低（1.09mPa-S，25癈）、沸点（135癈）和闪点（72癈）高，在石墨表面有较好的成膜能力，对正极也有较好的氧化稳定性，组装的电池在低温下具有优良的循环性能。有机硼化物、含氟碳酸酯也有利干电池低温性能的提高。
7、多功能型添加剂
多功能添加剂是锂离子电池的理想添加剂，它们可以从多方面改善电解液的性能，对提高锂离子电池的整体电化学性能具有突出用途。正在成为未来添加剂研究和开发的主攻方向。
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