鋰離子電池電解液配方及鋰離子電解液添加劑。鋰離子電池電解液包括有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑三大塊。目前，我國(guó)溶劑生產(chǎn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足了現(xiàn)有電池的要。但隨著鋰離子電池能量密度、安全密度和一致性的提高，其容量還有待進(jìn)一步開發(fā)。

如鎳氫電池逐漸取代鋰鎳鎘電池,移動(dòng)電源領(lǐng)域的迅速擴(kuò)張,這是由于磷酸亞鐵鋰離子電池由于成本低,穩(wěn)定性高,但由于本征電導(dǎo)率低磷酸亞鐵鋰和鋰離子的固相擴(kuò)散系數(shù)較低,低溫運(yùn)行時(shí)性能不佳,因此，提高磷酸鐵鋰離子電池低溫性能除了與負(fù)極材料有關(guān)外，還有另一個(gè)重要的方向電解液。

鋰離子電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體，重要由高純有機(jī)溶劑、電解液鋰鹽、必要的添加劑等原料組成。電解質(zhì)在鋰離子電池正極和負(fù)極之間起著傳導(dǎo)電子的用途，這是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)勢(shì)的保證。

鋰離子電池電解液的常見成分有:碳酸乙烯基、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙酯、六氟磷酸鋰、五氟化磷、氫氟酸等。高氯酸鋰離子電池低溫效果差，爆炸風(fēng)險(xiǎn)大，已被日本和美國(guó)禁用。而氟化鋰離子電池具有性能好、無(wú)爆炸危險(xiǎn)、適用性強(qiáng)、廢電池處理相對(duì)簡(jiǎn)單、對(duì)生態(tài)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

鋰離子電池電解液。JPG

鋰離子電池電解質(zhì)公式

1.用氯氣將碳酸乙烯基氯化成碳酸乙烯基，再用三乙胺作酸結(jié)合劑去除氯化氫生成碳酸乙烯。在無(wú)溶劑條件下進(jìn)行氯化反應(yīng)，以常用的電解液溶劑碳酸二甲酯為溶劑進(jìn)行消除反應(yīng)，可以防止殘留溶劑對(duì)添加劑出現(xiàn)不利影響。同時(shí)，選擇2,3,4-三丁基苯酚作為聚合抑制劑，兩步反應(yīng)收率為75.0%，高于文獻(xiàn)值。

2.無(wú)水KF與氯化乙烯反應(yīng)生成氟化碳酸乙烯酯可以降低安全成本，且生產(chǎn)過(guò)程易于控制。

3.用氯氣將1,3-丙烷磺內(nèi)酯氯化成2-氯-1,3-丙烷磺內(nèi)酯，再用三乙胺作酸結(jié)合劑脫去氯化氫。反應(yīng)路線大大縮短，兩步法產(chǎn)率為72.7%。

鋰離子電池電解液添加劑

1.硼添加劑

硼化合物是鋰離子電池中常用的添加劑。在電池循環(huán)過(guò)程中，許多硼化合物在陽(yáng)極表面形成保護(hù)膜，穩(wěn)定電極與電解質(zhì)之間的界面，從而提高鋰離子電池的性能。

2.有機(jī)磷添加劑

除了亞磷酸酯添加劑，目前使用的有機(jī)磷添加劑還包括磷酸鹽酯化合物。XIA等人將TAP添加劑應(yīng)用到Li[Ni0.42Mn0.42Co0.16]O2(NMC442)石墨全電池中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)TAP存在時(shí)，庫(kù)侖效率會(huì)顯著提高，長(zhǎng)周期后仍能保持高容量。

3、碳酸鹽添加劑

含氟酰(PFA)化合物具有較高的電化學(xué)穩(wěn)定性、疏水性和疏油性。當(dāng)PFA加入有機(jī)溶劑時(shí)，疏水性的PFA會(huì)凝聚在一起形成膠束。鋰離子電池在長(zhǎng)循環(huán)過(guò)程中的性能得到明顯改善，重要是因?yàn)樘砑觿┰谘h(huán)過(guò)程中形成了雙層鈍化膜，同時(shí)減少了電極表面的降解和電解液的氧化分解。

水解產(chǎn)物由鋰電解液、高純有機(jī)溶劑、必要的添加劑等原料組成。電解液占鋰離子電池成本的5-15%，產(chǎn)品毛利率25-30%。鋰電解液重要是六氟磷酸鋰，占電解液成本的40%。從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著國(guó)內(nèi)六氟磷酸鋰產(chǎn)品質(zhì)量和一致性的提高，出口比例將顯著提高