锂离子电池具有放电平台高、自放电小、体积小、重量轻、比容量高、无记忆效应、污染小、循环寿命长等诸多优点,因此成为二次电池的发展重点。锂离子电池内部一般包含三部分:正极材料、负极材料、电解液。
电解液在锂离子电池正负极间起着离子导电、电子绝缘的作用,被称为锂离子电池的“血液”。锂离子电池的电解液通常是由有机溶剂和可溶于其中的锂盐组成,电解质锂盐可以提供充足的锂离子,以确保在充电和放电循环过程中锂离子在正电极与负电极之间脱出/嵌入,从而完成电池的充放电循环。
电解质的性质对电池的循环寿命、工作温度范围、充放电效率、电池的安全性及功率密度等性能有重要的影响。
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锂离子电池的性能很大程度上受电解液性质的影响,不同体系电解液应用于不同功能的锂离子电池中。在电解液中添加一定量的非储能物质,可以提高电解液的导电性能、电池的充放电性能、放电效率、使用寿命以及安全性能,这些非储能物质被称为添加剂。
根据其作用机制,添加剂可以分为导电添加剂、阻燃添加剂、过充电保护添加剂、耐低温性能添加剂、提高热稳定性添加剂、控制酸和水含量的添加剂等。有机电解液会吸附空气中的水,此外电解质中会含有微量杂质氢氟酸(HF),当二者的含量过高时,不但会引起 LiPF6 的分解,还会对固体电解质界面膜(SEI膜)产生破坏。
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