鋰離子電池有機電解液的熱穩定性研究

來源：存能電氣  日期：2019-08-22 14:00  瀏覽量：次

　　鋰離子電池有機電解液的熱穩定性研究。有機電解液的反應對鋰離子電池安全性的影響是最主要因素，鋰離子電池采用的電解液是在有機溶劑中溶有電解質鋰鹽的離子型導體。鋰離子電池電解液對電極和電池的能量密度、循環壽命、安全性等性能非常敏感。

　　鋰離子電池有機電解液的熱穩定性研究

　　我們知道，常規的鋰離子電池采用的都是非水有機溶劑，當電池由于內部短路而發熱時，電解液受熱分解產生氣體，輕則電池膨脹，重則導致電池爆炸。

　　鋰離子電池電解液在充放電過程中容易發生分解反應，并伴隨有熱量放出，給鋰離子電池的長時間使用帶來了安全隱患，也給大體積鋰離子電池的商品化帶來困難。因此，有機電解液的熱穩定性是開發和研究鋰離子電池必須考慮到的一個重要因素。

　　有機電解液的熱穩定性的研究主要包括兩個方面內容：有機電解液自身的熱穩定性和電解液與電極材料相互作用時的熱穩定性。前者由本身的性質所決定，而后者還與電極性質有關，相對更為復雜。

　　在密封條件下高純的LiPF6在194~C出現一差熱峰，繼續升高溫度到250~C開始發生分解。第一個差熱峰是由于LiPF6的晶型轉變引起的。當LiPF6在流動的高純氬氣和lmg／kg的濕度的條件下加熱，85℃時10h失去質量的20％一30％。

　　如果在低純度氬氣條件下，20~C就開始分解，產物主要是PFs和LiF。顯然，同其它鋰鹽相比，LiPF6的熱穩定性最差，存儲條件最為苛刻。另外，LiPFs還具有非常強的親濕性，遇痕量水分便可發生分解生成HF等物質。這些分解產物(特別是PFs)很容易與碳酸酯類溶劑繼續發生反應，破壞電解液，是LiPF6和混合碳酸酯組成的電解液不穩定的主要原因。

　　鋰離子電池有機電解液材料的研究現狀，鋰離子電池有機電解液主要由電解質鋰鹽、有機溶劑和添加劑三個部分組成,新型電解質鋰鹽的研究開發可分為三個方面:

　　(1)LiTFSI及其類似物;

　　(2)絡合硼酸鋰化合物;

　　(3)絡合磷酸鋰化合物

　　有機溶劑的研究工作主要集中在新型有機溶劑的開發上.最重要的添加劑主要有三類:(1)主要用以改善碳負極SEI膜性能的添加劑;(2)過充電保護添加劑;(3)配體添加劑。

　　專家認為，全固態鋰離子電池采用固態電解質替代傳統有機液態電解液，有望從根本主解決電池安全性問題，是電動汽車和規模化儲能理想的化學電源。