亚硫酸酯添加剂在炭负极表面还原分解和其优势

来源:钜大LARGE    2011-06-05 12:44:00    点击量:0

Ota等证实了亚硫酸酯添加剂在炭负极表面还原分解,形成SEI膜的主要成分是无机盐LizS、LizS03或LizS04和有机盐ROS02Li。具体成分还与电流密度有关,在高电流密度下,首先生成无机锂盐,o.5V以下才出现有机锂盐成分;在低电流密度下,1.5V便出现有机锂盐沉淀,之后不再有无机盐的生成。Wrodning等LllJ比较了不同亚硫酸酯添加剂的电化学性能,发现其在炭负极界面的成膜强度大小为ES>PS>>DMS>DES。链状亚硫酸酯之所以不能用作PC基电解液的添加剂,是因为它们不能有效钝化炭负极表面。
不仅如此,亚硫酸酯添加剂的另一个优势是对正极材料的电化学性能的影响不大。例如,尖晶石LiMn204在1mol/LLiCl04/PC+5%ES电解液中具有优良的电化学循环性能。尽管如此,亚硫酸酯作为锂离子电池电解液也存在明显的不足,一是这类化合物与低黏度的醚类(如DME)共存时稳定性差,难以与醚类化合物配合使用;二是这类化合物在EC基电解液中对石墨负极的电化学性能的改善不利;三是这类化合物在石墨负极界面形成的SEI膜稳定性差,随着循环次数的增加,电极界面电阻逐渐升高,电池的电阻极化现象愈来愈严重,从而导致电极的可逆容量迅速降低。基于以上不足,亚硫酸酯添加剂在锂离子电池有机电解液中的应用受到限制。