高压锂离子电池电解液有哪些类型？
来源：宝鄂实业
2019-12-03 09:04
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电解液是一个非常复杂的体系，锂离子电池高电压正极材料是近年来研究的热点，而与之相适应的高压电解液也成为了研究重点。开发新型电解液体系是研究锂离子高电压电解液中关注最多的方向，主要包括：氟代溶剂、腈类化合物、砜类化合物和其他新型溶剂化合物。
高压锂离子电池电解液有哪些类型？
普通锂离子电池电解液在高电压下的氧化分解限制了高压锂离子电池的发展，为了解决这一问题，需要设计、合成新型的耐高压电解液或寻找合适的电解液添加剂。然而从经济效益考虑，发展合适的电解液添加剂来稳定电极/电解液界面更加受到研究者们的青睐。
①新型碳酸酯类高压电解液
传统的碳酸酯类电解液工作电压达到4.5V以上时，就会发生剧烈的氧化分解反应，致使锂电池的嵌脱锂过程无法正常进行。新型碳酸酯类电解液可有效改善碳酸酯电解液的高压性能。
②腈类高压电解液
非质子脂族二腈化合物NC-(CH)n-CN(n=3~8)作为电解质具有耐高压且安全的特性，在电压7～8V时，表现出良好的电化学稳定性，具有较高的燃点和闪点。在腈类溶剂中加入EC或DMC，可以显著改善腈类电解液与石墨电极的兼容性，提高锂盐的溶解度。另外，1,3,6-己烷三腈凭借着较好的高温储存和循环性能在高电压锂电池电解液应用方面有着巨大优势。但是如何降低腈类溶剂的毒性和生产成本，仍是该类电解液在电池应用中亟待解决的问题。
③砜类高压电解液
砜类有机物的介电常数都在40以上，在电压5.5V以下均处于稳定状态。例如环丁砜(SL)是一种常见的具有高介电常数、宽电化学窗口、强极性等特点的溶剂。但砜类有机物粘度大，熔点高，且与石墨负极材料的兼容性较差。往往需要加入添加剂以降低粘度，提高电解液的电导率。因此提高砜类电解液安全性能、降低砜的粘度仍是需要研究的方向。
④离子液体高压电解液
离子液体(ILs)是由阴阳离子组成的室温熔融盐，具有高闪点、高燃点、低挥发性、高介电常数和宽电化学稳定窗口的特点。目前研究时，阴离子多定为TFSI-，其在低电位下容易被还原成不溶Li+的化合物，并在锂、石墨阳极表面形成钝化膜。吡咯类和哌啶类电解液在2.5～4.8V有良好的循环稳定性，但电导率都相对较低，电阻较高；咪唑类电解液电导率很高，但其循环稳定性较差，需要进一步的改进。
