鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1380次 | 2021年01月21日
電解液添加劑是否可以提高鋰離子電池的性能?
電解液的添加劑可以用用量小效果明顯來(lái)形同,添加劑能顯著改善電池某些性能。例如提高導(dǎo)電率、過(guò)充安全性、阻燃性能、穩(wěn)定性等等,對(duì)電池的用途、性能要求不同,選擇添加劑的側(cè)重點(diǎn)也就隨之改變。
目前動(dòng)力鋰電池常見(jiàn)的添加劑重要分類包括,成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過(guò)充保護(hù)添加劑、改善低溫性能的添加劑等。
■添加劑具體功效如下:
阻燃添加劑:降低電池放熱值和電池自燃率,原理是在電解液中添加一些高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)和不易燃的溶劑。
低溫添加劑:提升電池低溫性能,重要是提升電解質(zhì)導(dǎo)電率及形成穩(wěn)定且導(dǎo)電性優(yōu)異的SEI膜。
過(guò)充保護(hù)添加劑:保護(hù)電池防過(guò)充,原理是添加氧化還原電對(duì),正常充電時(shí)不參與反應(yīng),過(guò)充時(shí)添加劑在正極被氧化,氧化產(chǎn)物擴(kuò)散到負(fù)極被還原,整個(gè)過(guò)程循環(huán)進(jìn)行,添加劑的使用不會(huì)對(duì)電池造成根本性的破壞。
成膜添加劑:提高電池的循環(huán)效率和可逆容量。
導(dǎo)電添加劑:提高導(dǎo)電鋰鹽的溶解和電離,防止溶劑共插對(duì)電極的破壞。
■添加劑未來(lái)發(fā)展方向
鋰離子電池重要使用的電解質(zhì)有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好,有爆炸的危險(xiǎn),日本和美國(guó)已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好,無(wú)爆炸危險(xiǎn),適用性強(qiáng),特別是用六氟磷酸鋰制成的電池,除上述優(yōu)點(diǎn)外,將來(lái)廢棄電池的處理工作相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)生態(tài)環(huán)境友好,因此該類電解質(zhì)的市場(chǎng)前景十分廣泛。
動(dòng)力鋰電池目前正在向高能量密度趨勢(shì)發(fā)展,對(duì)電解液和添加劑也提出了新的要求,未來(lái)高能量密度電池的發(fā)展必然是高電壓正極、硅碳負(fù)極,因此要開(kāi)發(fā)匹配高電壓正極電解液,同時(shí)兼顧高容量碳硅負(fù)極,防止硅負(fù)極在循環(huán)過(guò)程中體積膨脹帶來(lái)SEI膜過(guò)量消耗等問(wèn)題。
就趨勢(shì)而言,正極材料要功能性添加劑來(lái)穩(wěn)定正極材料和電解液的界面,防止電解液分解,在正極材料表面形成正極電解質(zhì)膜,抑制電解液進(jìn)一步氧化,進(jìn)而改善循環(huán)穩(wěn)定性。