卤代有机成膜添加剂

来源:钜大LARGE    2011-06-05 12:46:00    点击量:0

卤代有机成膜添加剂主要是卤代有机酯,包括氟代、氯代和溴代有机碳酸酯以及普通酯、磷酸酯等。卤代EC、三氟乙基亚磷酸(TTFP)、氯甲酸甲酯、溴代丁内酯(Br-BL)及氟代乙酸基乙烷等都属于这类添加剂。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在负极界面还原并有效钝化电极表面。在lmol/LLiCl04/PC电解液中加入10%的l,2—三氟乙酸基乙烷(BTE)后,炭负极在1.75V(vsLi/Lis-)发生成膜反>三些乙一乙出掣图4-5石墨负极在添加2%Br-BL的lmol/LLiCl04/PC电解液中的充放电曲线应L2叫,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,提高电极循环效率。在lmol/LLiCl04/PC电解液中加入10%的氯化碳酸乙烯酯(C1-EC),由于C1-EC的分解电位为1.5V,也可以在Li+嵌入之前有效钝化石墨电极表面,提高石墨类负极材料的性能L2l·/。在lmol/LLiCl04/PC电解液中加人2%的Br-BLc22J,它的分解电位2.1V,可使石墨电极的可逆容量比在常用的PC+EC+DMC混合溶剂的电解液中提高10%左右123J,而首次不可逆容量损失降低60%以上Lz4J。人工石墨负极在添加2%Br-BL的Imol/LLiCl04/PC电解液中的充放电曲线如图4—5所示。可以看出,石墨负极能够在该PC基电解液中进行很好的电化学循环。
四氯乙烯(TCE)用作有机液体电解质的添加剂时,其分解电压在1.4V左右,能够很好地钝化石墨电极界面,使石墨类负极材料能够在PC基电解液中进行有效的嵌、脱锂循环,可逆容量超过300mA.h旭,并具有优良的电化学循环性能。这种添加剂不仅能改善电解液与炭负极材料的相容性,而且不影响电解液与正极材料(如LiC002)的相容性。图4-6分别为石墨负极和LiC002正极材料在添加3%四氯乙烯(TCE)的lmol/LLiBETI/PC电解液中的充放电曲线。可见,该电解液体系具有与正、负极材料的兼容性。
另外,卤代有机化合物,特别是氟代、氯代碳酸酯对电解液还有一定的阻燃性质,有利于提高电池安全性能。除卤代基以外,其它吸电子集团取代有机酯的氢原子后,也能取得类似效果。