有机液体电解质的添加剂概述

来源:钜大LARGE    2011-06-05 10:02:00    点击量:0

纵览化学电源的发展历史,任何化学电源系统在其技术走向成熟之际都要使用添加剂。随着锂离子电池技术的迅速发展和应用范围的进一步拓宽,一些关键技术亟待解决,添加剂的使用可以显著提高电池的某些宏观性能,包括电池容量、倍率充放电性能、正负极匹配性能、循环性能或安全性能等。目前,添加剂在锂离子电池中的研究与应用日益广泛,并已经在不同方面取得了进展。本章将系统介绍锂离子电池电解液添加剂的研究现状,比较了不同添加剂的性能,展望添加剂的发展方向和应用前景。
在化学电源中使用的少量非储能材料,可以有针对性地显著改善电池的某些性能,这些少量物质称为添加剂。添加剂具有针对性强、用量小的特点,能在不提高或基本不提高生产成本、不改变生产工艺的情况下,显著改善电池的某些宏观性能。自从C02Ls首次被用作锂离子电池电解液的添加剂以来,人们对添加剂的选择、使用和优化已经做了大量的探索和尝试,电解液添加剂的选择逐渐成为近年来锂离子电池研发中的一个热点,添加剂的种类和数量也因而得到了迅速的发展。
从添加剂的种类上看,锂离子电池电解液的添加剂包括有机添加剂和无机添加剂。有机添加剂具有与锂离子电池电解液互溶性好、优化效果佳和使用方便等优点,引起了人们足够的重视并得到了迅速发展。相比之下,无机添加剂的选择有一定的局限性,但近年来的发展也不容忽视。从室温存在形式上看,添加剂分为气体添加剂、液体添加剂和固体添加剂。由于气体添加剂在有机液体电解质中的溶解性不大,使用时往往需要高压条件,这就无疑致使电池内压升高,对电池的生产和使用过程中的安全性不利;与电解液有较好互溶性的液体或固体添加剂具有更大的优势。从添加剂的功能上看,添加剂又可分为成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、限压添加剂(过充保护添加剂)和多功能添加剂。本章我们将系统介绍不同功能的添加剂的工作机制、研究现状以及它们用于锂离子电池有机液体电解质的可能性与可行性。