锂离子电池电解液功能添加剂的研究进展

锂离子电池电解液及功能添加剂的研究已经成为当今锂离子电池研究的一个焦点。有机溶剂和电解质的性能直接影响着锂离子电池的工作性能。而其中锂离子电池的安全性能越来越受到重视，寻求改善锂离子电池安全性能的添加剂，已成为我们研究的一个首要任务。

目前，锂离子电池电解液功能添加剂的研究主要集中在以下几个方面：

提高SEI膜的稳定性

碳负极形成SEI膜的质量对提高锂离子电池的循环寿命有重要的作用。选择合适的添加剂，改善负极SEI膜的化学组成和界面性质，在电极和电解液之间形成稳定的SEI膜是非常有必要的。

提高电解液的电导率

用电化学方法和谱学方法研究添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯（FEC），发现VC和FEC能够提高电池的循环性能，尤其是提高电池在高温时的循环性能,降低不可逆容量。其主要原因是VC可以在石墨表面发生聚合，生成聚烷基碳酸锂膜，从而抑制溶剂和盐阴离子的还原，因而在石墨负极表面形成SEI膜。

改善电池的安全性能

锂离子电池自身存在着许多安全隐患，保护的方法有：机械电路切断法、电子电路法、隔膜自熔闭合法等。这些方法在一定程度上提高了锂离子电池的安全性。在电解液中加入添加剂，也是一种提高锂离子电池安全性的简单有效的方法。

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降低溶剂可燃性的添加剂

电解液中的溶剂之所以会发生燃烧，是因为其本身发生了链式反应，如果能找到抑制这些链式反应发生的添加剂，将能有效地提高锂离子电池的安全性。

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过充电添加剂

通过加入添加剂的方法来实现过充电保护,对简化电池制造工艺、降低电池生产成本具有极其重要的意义。

目前，解决过充电问题的添加剂主要有两种类型：

①氧化/还原对添加剂

②聚合单体添加剂。

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提高电解液电导率的添加剂

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控制电解液中酸和水含量的添加剂

有机电解液中存在的水和酸(HF)可与电解液中的锂盐作用，形成氟化锂等沉积在负极表面，对SEI膜的形成具有重要的作用；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。

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磺酸酯添加剂

针对LiMn2O4在锂离子电池电解液中的不稳定性,通常采用在电解液中加入稳定添加剂来提高电池的热稳定性和循环寿命。固体电解质相间界面（SEI）膜在锂离子电池中具有重要的意义，SEI膜的质量对提高锂离子电池的循环寿命有重要的作用。

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锂盐添加剂

双草酸硼酸锂（LiBOB）是一种新型的有机硼酸盐。

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LiPF6稳定剂

LiPF6是目前商品化锂离子电池使用最多的锂盐。但LiPF6的热稳定性差，甚至在室温下就可能发生如下分解反应：

气态PF5具有较强的路易斯酸性，会与溶剂分子中氧原子上的孤电子对作用而使溶剂发生分解反应。LiPF6对水分非常敏感，遇痕量水即发生如下反应

HF会腐蚀正极材料，尤其是LiMn2O4。

结语

综上所述，研究功能添加剂对改善电池的性能起着十分重要的作用，因为改善型新型添加剂的加入，可极大弥补了电解液与正负极材料配伍中存在的不足，在动力锂电池性能追求更长续航更长寿命等特点，新型功能添加剂也是锂电池材料研究的关键之一。