通过电解液改善锂电池低温性能有哪些途径？
来源：宝鄂实业
2019-10-21 21:46
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电解质
电解液作为锂离子电池的重要组成部分，不仅决定着锂离子在液相中的迁移率，而且参与了sei膜的形成，对sei膜的性能起着关键作用。低温下，电解液粘度增大，电导率降低，sei膜阻抗增大，电解液与正负极材料的相容性变差，大大降低了电池的能量密度和循环性能。
目前，提高电解液低温性能的方法有两种：
（1）通过优化溶剂组成，采用新型电解质盐，提高了电解液的低温电导率。
（2）采用新的添加剂改善sei薄膜的性能，有利于li+在低温下的导电。
一。优化溶剂组成
电解液的低温性能主要取决于其低温共熔点。如果熔点过高，电解液在低温下容易结晶析出，严重影响电解液的导电性。碳酸乙烯酯（ec）是电解液的主要溶剂组分，但其熔点为36℃，在低温下，其在电解液中的溶解度降低甚至析出，对电池的低温性能有很大影响。通过加入低熔点、低粘度组分，降低溶剂的ec含量，可以有效降低电解液的低温粘度和共熔点，提高电解液的电导率。
Kasprzyk等人通过将EC和聚乙二醇二甲醚混合制得非晶态电解质。只有在-90℃附近出现玻璃化转变温度点，大大改善了电解液的低温性能。在-60℃时，其电导率仍达到0.014ms·cm-1，为锂离子电池在极低温下的使用提供了良好的性能。很好的解决方案。
链羧酸盐溶剂具有较低的熔点和粘度，介电常数适中，对电解液的低温性能有很好的影响。Dong等人以乙酸乙酯（ea）为助溶剂，双三氟甲基磺酸锂为电解质盐。电解液的理论熔点达到-91℃，沸点达到81℃，结果表明，即使在-70℃的极低温下，电解液的离子电导率也达到0.2ms·cm-1。以有机电极为正极，以1,4,5,8-萘酐衍生的聚酰亚胺为负极时，电池在-70℃室温下仍有70%的容量。
斯马特等人。采用链羧酸盐作为电解液助溶剂，对改善电池低温性能进行了大量的研究。结果表明，乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸甲酯和丁酸甲酯共溶剂可以改善电解液的低温电导率，大大改善电池的低温性能。
2种新电解质
电解质盐是电解液的重要组成部分之一，也是获得优良低温性能的关键因素。目前，商用电解液盐是六氟磷酸锂，所形成的sei膜阻抗大，导致其低温性能差，开发新型锂盐迫在眉睫。四氟硼酸锂离子半径小，易缔合，电导率低于lipf6，但低温下电荷转移阻抗小，作为电解质盐具有良好的低温性能。
Zhang等人用linio2/石墨作电极材料。结果表明，libf4在低温下的电导率低于lipf6，但在-30℃时的容量为室温下容量的86%，而lipf6基电解液的容量仅为室温下容量的72%。这是因为libf4基电解液的电荷转移阻抗小，低温极化小，电池的低温性能较好。但libf4基电解液不能在电极界面形成稳定的sei膜，导致容量严重下降。
liodfb作为锂盐的电解液，在高温和低温下都具有较高的导电性，使得锂离子电池在较宽的温度范围内表现出优异的电化学性能。Li等人发现liodfb/libf4 ec/dms/emc电解液具有良好的低温性能。
