防过充锂离子电池电解液添加剂的研究

介绍了锂离子电池过充保护添加剂的保护机理和分类。氧化还原对添加剂包括金属有机络合物、噻蒽及其衍生物、二甲氧基苯及其衍生物、聚吡啶络合物、茴香醚及其衍生物等。电聚合添加剂包括联苯,苯的衍生物、杂环化合物等。论述了两类添加剂近年来的研究进展,同时对防过充添加剂的发展趋势进行了展望。

高压锂离子电池电解液添加剂研究进展

普通锂离子电池电解液在高电压下的氧化分解限制了高压锂离子电池的发展,为了解决这一问题,需要设计、合成新型的耐高压电解液或寻找合适的电解液添加剂,然而从经济效益考虑,发展合适的电解液添加剂来稳定电极/电解液界面更加受到研究者们的青睐。本文综述了最近几年在高压锂离子电池电解液添加剂方面的研究进展,并按照添加剂的种类将其分为6部分进行探讨:含硼类添加剂、有机磷类添加剂、碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、离子液体添加剂及其它类型添加剂。分别对这些添加剂的作用机理、作用效果进行阐述,展望了添加剂在高压锂离子电池中的发展前景及未来研究方向。

锂离子电池电解液添加剂联用技术

阐述在锂离子电池电解液中将氟代碳酸乙烯酯(FEC)和四氟硼酸锂(LiBF4)两种添加剂联合使用,通过电解液的物理指标测试、电池在高温条件下的充放电及循环性能的测试,重点研究了组合添加剂与锂离子电池性能的关系,以及对SEI膜形成与稳定的影响.结果表明,使用复合添加剂有明显的优势,同时将FEC和LiBF4作为锂离子电池电解液的添加剂,可利用添加剂间的协同作用来改善锂离子电池的高温性能.

新型锂离子电池电解液添加剂的合成与应用

设计并合成了一系列基于苯环和环状碳酸酯的有机分子双(2,3-环碳酸甘油酯)对苯二甲酸酯、三(2,3-环碳酸甘油酯)均苯三甲酸酯和四(2,3-环碳酸甘油酯)均苯四甲酸酯,采用倍率测试、恒流充放电测试、交流阻抗测试和扫描电子显微镜测试等手段研究了这些添加剂对锂离子电池性能的影响.通过对循环20周前后球化石墨电极形貌的对比,发现含均苯四甲酸酯和均苯三甲酸酯的电解液球化石墨电极表面相对于空白电解液可形成一层致密而稳定的固体电解质中间相膜(SEI),从而优化电极-电解液的界面性能,且电池电阻增加较小;在测试电池的倍率性能时发现,均苯四甲酸酯的加入可以改善电池的倍率性能,而对苯二甲酸酯的加入则未能改善电池的循环性能.

锂离子电池电解液添加剂4-TB的性能研究

为了研究对三氟甲基苯腈(4-TB)作为高压锂离子电池电解液添加剂对电池性能的影响,制备了质量分数为0、0.5%、1%和2%的电解液1.0 mol/L LiPF_6/(EC+DMC+DEC)(体积比1∶1∶1),用LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4作为正极材料组装成扣式电池。对所得不同添加量的电解液进行电导率和线性伏安扫描测试(LSV),对电池进行电化学性能测试,并探讨了不同添加量对电池性能的影响。结果表明,添加量为1%时,电池具有最好的倍率性能和循环稳定性。

锂离子电池电解液添加剂的研究进展

综述了锂离子电池电解液添加剂的发展现状,根据作用功能,添加剂主要可以分为以下几类:改善SEI膜性能添加剂、过充电保护添加剂、提高电解液低温性能添加剂和改善电解液热稳定性添加剂等,分别从作用机理进行了探讨,展望了添加剂在锂离子电池未来发展中的前景。

LiDFOB用于锂离子电池电解液添加剂的性能研究

简述了合成高纯度的LiDFOB电解质盐的方法,测试了其在空气中的稳定性;将LiDFOB作为添加剂制备锂离子电池电解液,测试了其在集流体上的钝化特性,还采用石墨负极半电池测试了其各方面的电化学性能;制作7 Ah磷酸铁锂电池对本电解液进行了60℃高温循环性能测试,结果表明LiDFOB的加入能大幅提高锂离子电池电解液的高温循环性能。

锂离子电池电解液添加剂含氟类草酸磷酸锂的合成与应用

作为锂离子电池电解液添加剂使用的含氟类草酸磷酸锂盐主要有2种,分别是二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)和四氟草酸磷酸锂(LiFOP)。这是2种新型功能锂盐,作为锂离子电池电解液的新型添加剂,它们具有对正负极双重修饰作用,在氟代碳酸乙烯酯(FEC)等添加剂的辅助下,在改善富锂锰基为正极和硅碳为负极的全电池电化学性能方面效果显著。本文主要针对含氟类草酸磷酸锂进行分析。

2,2-二甲基乙烯基硼酸电解液添加剂对锂离子电池的影响

为了提高石墨负极与电解液之间的界面稳定性,构建更加均匀稳定的SEI膜,在碳酸酯类电解液中添加了1%(质量分数)的2,2-二甲基乙烯基硼酸(DEBA)。采用恒流充放电、循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)进行电化学性能测试,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对循环前后的石墨电极进行了表征。研究结果表明,添加DEBA能够提高锂离子电池的放电比容量和循环稳定性,同时能够降低界面阻抗,形成更加均匀稳定的SEI薄膜。0.2 C时添加DEBA的电池首次放电比容量为343.2 mAh/g,循环300次后,放电比容量为285.4 mAh/g,容量保持率为83.2%,表现出比不含添加剂的电池更好的循环性能。

锂离子电池用低温电解液添加剂的研究进展

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),主要工作机制是依靠锂离子在正极和负极之间的移动。低温电解液的改性是优化锂离子电池低温性能的关键,其中,添加剂的加入可有效改善电解液的离子电导率,降低电极/电解质界面的阻抗。本文重点围绕近年来锂离子电池用低温电解液添加剂的研究情况进行综述,包括含氟试剂、亚硫酸酯类、碳酸酯类、含硅聚合物、醚类和锂盐等,简述添加剂在低温环境中对电解液的离子电导率和电极/电解质界面阻抗的作用机制,以及对电池低温性能的影响。

锂硫电池电解液多功能添加剂:作用机制及先进表征

锂硫电池作为一种新型清洁能源存储转化装置具有高理论比容量、环境友好等优点,是现如今储能领域中的重点研究对象。但电池充放电时氧化还原反应动力学缓慢及长链多硫化锂的穿梭效应影响电池循环寿命。电解液是锂硫电池的重要组成部分,在充放电过程中肩负着离子转移和电子传递的作用。近年来,锂硫电池多功能电解液添加剂的研究脱颖而出,在电解液中引入添加剂可实现催化多硫化锂转化反应、保护金属锂、调控界面等功能。本文通过对近期相关文献的探讨,综述了利用电解液添加剂提升电池充放电反应动力学和抑制多硫化物穿梭效应的策略,着重介绍了无机共盐、有机含硫、有机含氟、有机含硒/碲添加剂,重点分析了上述添加剂对多硫化物调控的作用机制。在探究电池内部的反应机理方面,介绍了多种具有实时性和精准性的原位表征仪器在锂硫电池中的应用。综合分析了锂硫电池电解液多功能添加剂的研究进展,针对多种类型添加剂的作用机制进行讨论;指出原位表征技术对揭示催化机理和设计功能添加剂的指导作用,并对锂硫电池电解液添加剂未来发展方向进行展望。

锂电池电解液中添加剂的合成及其对电池性能的影响

随着锂电池的广泛应用,电解液性能成为其性能提升的关键。本研究专注于锂电池电解液添加剂的合成与性能分析。通过化学合成方法制备多种新型添加剂,并运用NMR、FTIR和MS等技术对其结构进行表征。进一步,将这些添加剂引入标准锂电池电解液中,利用EIS、CV和充放电测试等手段评估其对电池电化学性能的影响。本研究的成果有望为锂电池性能的提升提供新的策略和方向。研究结果表明,特定添加剂能够显著改善电解液的导电性和稳定性,提升电池的循环寿命和容量保持率。其中,某些添加剂表现出极佳的成膜性能,能够有效抑制锂枝晶的生成及电解液的分解,明显提高了电池的安全性和可靠性。本研究的成果为优化锂电池电解液配方、提升电池性能提供了新的思路和科学依据。

淀粉电解质添加剂在水系锌离子电池中的应用

为了提升ZnSO_(4)电解液的电化学稳定性,将淀粉作为一种添加剂对其进行改性。实验结果表明,相比于ZnSO_(4)电解液,改性后的淀粉-ZnSO_(4)电解液具有更高的析氢过电位、更宽的电化学稳定窗口。将淀粉-ZnSO4电解液应用到水系锌离子电池中,有效抑制了锌枝晶和副产物的生成,并降低了电池自放电程度,表现出更优异的循环稳定性和倍率性能,在1 A·g^(-1)电流密度下循环800圈之后放电比容量保持率为81.36%,远大于ZnSO_(4)电解液体系(57.89%)。将这种电解液应用到柔性电池中同样展示出了优异的性能,具有良好的长循环寿命,在0.5 A·g^(-1)电流密度下循环800圈之后的放电比容量保持率高达92.4%。此外,该柔性电池还具有良好的抗弯形变能力,在弯曲30°、60°和90°之后仍然能够保持82.34%的放电比容量。

锂离子电池硼基电解液添加剂的研究进展

电解液作为电池中离子运输的载体,对电池的综合性能如阻抗、容量、循环寿命等有着不可忽视的影响。特别是电池在高温高压下使用时,电解液会发生严重的氧化分解,造成电池的高阻抗、低容量,进而影响电池的长循环过程。在优化电池性能的诸多方法中,使用添加剂作为一种更加经济、高效的方法,成为了研究的热点。应用于电解液中的部分添加剂具有良好的成膜性能,能够稳定电极—电解液界面,达到优化电解液的目的。在诸多添加剂的研究开发中,用来改进电池性能的含硼添加剂被广泛报道。主要综述了锂盐型、硼酸酯类和硼基杂环类这三种锂离子电池硼基电解液添加剂,分别阐述了它们的电化学性质、正负极成膜的作用机理以及对电池的影响。最后对电解液添加剂用于提高锂离子电池综合性能的研究方向进行了展望。

锂离子电池硅基负极电解液成膜添加剂的研究进展

锂离子电池是能源储存和利用的一项关键技术,能量密度已成为现代电池发展中的一个关键指标。硅基负极由于其较高的理论比容量,得到广泛关注,但硅基材料存在严重的体积膨胀问题。功能性添加剂对电池性能有明显的改善效果,是电解液体系不可缺少的部分,具有“用量小,见效快”的特点,通过成膜添加剂形成稳定的固态电解质界面(SEI)膜进而稳定电极电解液界面,改善硅基负极电池性能。本文总结了近年来硅基负极电解液成膜添加剂的研究进展,对成膜添加剂按照官能团或元素进行分类论述,并对多组分成膜添加剂的协同作用进行了简要阐述。最后,针对目前硅基负极电解液添加剂的研究现状进行了总结,并展望了未来的研究方向。

锂离子电池电解液安全性的影响因素及改进措施

锂离子电池由于能量密度高、高电压和维护成本低等优点而被大家使用.但在使用它们的过程中存在燃烧、爆炸等安全问题.电解液是锂离子电池中最易燃的组分,所以其与锂电池的安全性息息相关.改进电解液是提高锂离子电池安全性的关键方法.首先探讨了影响锂离子电池电解液安全性的因素,然后提出了改善措施,主要包括添加阻燃剂和抗过充添加剂来降低风险.

硫系添加剂在高镍锂离子电池中的改性研究

为了改善高镍锂离子电池的性能,在电解液中加入PS和DTD两种硫系添加剂。实验结果表明,PS和DTD均可有效改善电池性能,尤其是DTD,显著改善了电池的低温放电性能、倍率性能和高温贮存性能,可作为高镍圆柱形锂离子电池的改性成膜添加剂。

甘氨酸电解液添加剂对水系锌离子电池电化学性能的影响

水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低价格等优点,有望成为下一代规模储能设备。然而,副反应、锌枝晶和有限的使用寿命阻碍了其实际应用。我们将电解质添加剂甘氨酸(Gly)引入到常规水系ZnSO4电解质中。Gly中的极性基团(-COOH和-NH_(2))可以调节Zn^(2+)的溶剂化结构,从而重新分配Zn2+的沉积以避免枝晶和副反应发生。结果表明,在ZnSO_(4)电解质中添加50 mmol·L^(-1)的Gly后(ZnSO4-Gly),Zn||Zn对称电池在1 mA·cm^(-2)和1 mAh·cm^(-2)下,表现出良好的循环寿命(3 000 h),明显高于使用ZnSO_(4)电解质的性能(300 h)。以ZnSO_(4)-Gly为电解液的Zn||MnO2全电池,在比电容和倍率性能方面比无添加剂器件表现得更好。

硫系电解液添加剂对镍钴锰酸锂//石墨锂离子电池性能的影响

本工作系统研究了6种添加剂[碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、1,3-丙二醇环硫酸酯(PCS)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、1,3-丙烯磺酸内酯(PST)]对镍钴锰酸锂(NCM111)//石墨体系锂离子电池电化学性能的影响,通过对比首次充放电效率、放电容量、倍率特性、低温放电能力、高温存储性能以及循环寿命等发现:VC在各方面性能比较均衡,碳碳双键(C=C)能够改善成膜特性,循环性能优异,可独立使用;ES在化成、循环和存储过程中因电解液持续分解而胀气,无法单独使用;硫酸酯添加剂(DTD和PCS)能够明显降低阻抗并提升低温性能,但高温性能稍差;磺酸内酯添加剂(PS和PST)对抑制高温胀气效果突出,含有双功能基团的PST循环性能及抑制电压衰减的能力优于PS,但低温阻抗较高。综合对比发现,单组分硫系添加剂在某些性能方面有自己的特色,但也存在显而易见的缺陷,无法独立使用。通过与VC进行等比例复配,硫系添加剂循环性能差的问题得以解决,而高首效、低内阻、大倍率和高温稳定性等特色功能得以保持,二元联用后的综合性能显著优于单组分添加剂,采用添加剂联用方式来改善电池综合性能是较佳选择。

微反应器内环酯类锂电池添加剂合成研究进展

锂电池电解液添加剂是一类在锂电池中用量不大,但对改善锂电池高低温性能,提高使用寿命和循环次数等方面发挥重要作用的高附加值电子化学品。随着锂电池等下游应用长期向好地发展,添加剂的需求量不断增长,但传统的釜式反应器由于传递性能不佳导致产品质量稳定性较差且污染严重。微反应器在微米尺度对流体有着高效分散和混合的优势,能显著提高生产效率、降低生产成本,在锂电池添加剂合成方面受到越来越广泛的关注。本文结合微反应器优异的传递性能,系统综述了微反应器在环酯类锂离子电池电解液添加剂合成中的应用进展,并对添加剂的微化工合成领域的研究方向进行了展望。