锂电池电解液培训资料PPT(共 30张)

1、SEI(solid electrolyte interface) 成 膜添加剂
有机成膜添加剂-硫代有机溶剂
硫代有机溶剂是重要的有机成膜添加剂，包括亚硫酰基添加剂和磺酸酯
添加剂。ES(ethylene sulfite, 亚硫酸乙烯酯)、PS(propylene sulfite, 亚硫 酸丙烯酯)、DMS(dimethylsulfite, 二甲基亚硫酸酯)、DES(diethyl sulfite, 二乙基亚硫酸酯)、DMSO(dimethyl sulfoxide, 二甲亚砜)都是常用的亚硫酰 基添加剂 ，亚硫酰基添加剂还原分解形成SEI膜的主要成分是无机盐Li2S、 Li2SO3 或Li2SO4 和有机盐ROSO2Li， 碳负极界面的成膜能力大小依次 为：ES>PS>>DMS>DES，链状亚硫酰基溶剂不能用作PC基电解液的添 加剂，因为它们不能形成有效的SEI 膜，但可以与EC溶剂配合使用，高粘 度的EC 具有强的成膜作用，可承担成膜任务，而低粘度的DES 和DMS 可 以保证电解液优良的导电性磺酸酯是另一种硫代有机成膜添加剂，不同体 积的烷基磺酸酯如1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、甲基磺酸乙酯和 甲基磺酸丁酯具有良好的成膜性能和低温导电性能，是近年来人们看好的 锂离子电池有机电解液添加剂
在PC 基电解液中加入10%的1,2-三氟乙酸基乙烷[1,2-bis(trifluoracetoxy)-ethane, 简称BTE]后，电极在1.75V(vs.Li/Li+)发生成膜反应， 可有效抑制PC 溶剂分子的还原共插反应，并允许锂可逆地嵌入与脱嵌，提高 碳负极的循环效率。氯甲酸甲酯、溴代丁内酯的使用也可以使碳负极的不可 逆容量降低60%以上。
乙酰胺及其衍生物和含氮芳香杂环化合物，如对二氮(杂)苯与间二氮(杂)苯 及其衍生物[26]等具有相对较大的分子量可避免配体的共插，在有机电解 液中添加适量的这类物质，能够明显改善电池性能；
锂电池培训-电解液
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一、电解液基础知识 二、电解液添加剂知识 三、电解液主盐 四、电解液国内外厂家介绍
一、电解液基础知识
电解液为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6、LiBOB等的有机 溶液；
电解液的主要功能使为锂离子提供一个自由脱嵌的环境。
二、电解液添加剂知识
依非水电解液添加剂的作用机制分类： 1、SEI(solid electrolyte interface) 成膜添加剂 2、导电添加剂 3、阻燃添加剂 4、过充电保护添加剂 5、控制电解液中水和HF含量的添加剂 6、改善低温性能的添加剂 7、多功能添加剂
有机成膜添加剂-括氟代、氯代和溴代有机化合物。这类添加剂借 助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电子能力，使添加剂在较高的电 位条件下还原并有效钝化电极表面卤代EC、三氟乙基膦酸[tris(2,2,2trifluoroethyl)phosphite, 简称TTFP]、氯甲酸甲酯、溴代丁内酯及氟代乙酸基 乙烷等都是这类添加剂[23~25]。
2）、SO2的成膜效果和对电极性能的改善十分明显，但与电池处于高电位条件 下的正极材料相容性差，难以在实际生产中使用。
3）、在1mol/L，LiPF6/EC+DMC体系中添加饱和Li2CO3后，电极表面产生的气 体总量明显减少，电极可逆容量明显提高。SEI膜的形成是Li2CO3在电极表 面沉积和溶剂还原分解共同作用的结果。Li2CO3的加入一方面有助于电极表 面形成导Li+性能优良的SEI膜，同时也在一定程度上抑制了EC和DEC的分解 反应。
原分解产物RCO3Li 可以发生类似于酯交换的基团交换反应，生成CH3OLi 沉
积于石墨电极表面，成为SEI 膜的有效成分，使得SEI 膜更加稳定有效，降
低循环过程中用于修补SEI 膜的不可逆容量[28]。
无机成膜添加剂
优良的无机成膜添加剂的种类和数目至今仍然十分有限。
1）、CO2在电解液中溶解度小，使用效果并不十分理想；
4）、在LiClO4作锂盐电解质的电解液中加入少量NaClO4，也可以降低电极不可 逆容量，改善循环性能，这是因为Na+的加入改变了电解液内部Li+的溶剂化 状况和电极界面成膜反应的形式，SEI 膜的结构得到了优化的缘故[31]。
不同溶剂体系在不同温度电导率
20μL水在不同体系50H后的对比
有机成膜添加剂-其它有机溶剂
其它有机溶剂：

碳酸亚乙烯酯(vinylene carbonate, 简称VC)是目前研究最深入、效果理
想的有机成膜添加剂。1mol/L 的LiAsF6/EC+DMC(1/1)电解液中加入10%的
VC 后，利用分光镜观察电极表面，证实VC 在碳负极表面发生自由基聚合反
2、导电添加剂
与阳离子作用型
阳离子配体主要用于实现对Li+的优先溶剂化，减小Li+的Stokes 半径，如
胺类、冠醚类和穴状配体等，这些物质一般具有较大的施主数(donor number, 简称DN)，能够和锂离子发生较强的配位和螯合作用，电解液的 电导率可在大范围内显著增长，例如NH3 和一些低分子胺类可以显著提高 电解液的电导率，但是因为产生共插而导致电池性能劣化；
应，生成聚烷基碳酸锂化合物，从而有效抑制溶剂分子的共插反应，同时对
正极无副作用。VC 在1 mol/L 的LiAsF6/EC+EMC(ethyl methyl carbonate,
乙基甲基碳酸酯)(1/2)电解液中的作用，证实VC 可使高定向热解石墨(highly
oriented pyrolytic graphite, 简称HOPG)电极表面裂缝的活性点失去反应活性，
在HOPG 电极表面形成极薄的钝化膜(厚度小于10nm)，该钝化薄膜是由VC
的还原产物组成，具有聚合物结构。

另据Sony 公司的专利报道，在锂离子电池非水电解液中加入微量苯甲
醚或其卤代衍生物，能够改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失，
这是因为苯甲醚和电解液中EC、DEC(diethyl carbonate, 二甲基碳酸酯)的还