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電解液添加劑是否可以提高鋰離子電池的性能?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年01月21日  

電解液的添加劑可以用用量小效果明顯來形同,添加劑能顯著改善電池某些性能。例如提高導電率、過充安全性、阻燃性能、穩定性等等,對電池的用途、性能要求不同,選擇添加劑的側重點也就隨之改變。


目前動力鋰電池常見的添加劑重要分類包括,成膜添加劑、導電添加劑、阻燃添加劑、過充保護添加劑、改善低溫性能的添加劑等。


■添加劑具體功效如下:


阻燃添加劑:降低電池放熱值和電池自燃率,原理是在電解液中添加一些高沸點、高閃點和不易燃的溶劑。


低溫添加劑:提升電池低溫性能,重要是提升電解質導電率及形成穩定且導電性優異的SEI膜。


過充保護添加劑:保護電池防過充,原理是添加氧化還原電對,正常充電時不參與反應,過充時添加劑在正極被氧化,氧化產物擴散到負極被還原,整個過程循環進行,添加劑的使用不會對電池造成根本性的破壞。


成膜添加劑:提高電池的循環效率和可逆容量。


導電添加劑:提高導電鋰鹽的溶解和電離,防止溶劑共插對電極的破壞。


■添加劑未來發展方向


鋰離子電池重要使用的電解質有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好,有爆炸的危險,日本和美國已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好,無爆炸危險,適用性強,特別是用六氟磷酸鋰制成的電池,除上述優點外,將來廢棄電池的處理工作相對簡單,對生態環境友好,因此該類電解質的市場前景十分廣泛。


動力鋰電池目前正在向高能量密度趨勢發展,對電解液和添加劑也提出了新的要求,未來高能量密度電池的發展必然是高電壓正極、硅碳負極,因此要開發匹配高電壓正極電解液,同時兼顧高容量碳硅負極,防止硅負極在循環過程中體積膨脹帶來SEI膜過量消耗等問題。


就趨勢而言,正極材料要功能性添加劑來穩定正極材料和電解液的界面,防止電解液分解,在正極材料表面形成正極電解質膜,抑制電解液進一步氧化,進而改善循環穩定性。


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