高温高倍率锂离子电池用电解液技术

锂离子电池具有诸多优点，是近年来发展最快的电池体系之一。电解液作为锂离子电池的重要组成部分，在很大程度上影响着锂离子电池的电化学性能和安全性能。目前取得实际应用的锂离子电池，其非质子电解液一般采用LiPF6作为基础电解质锂盐，非质子有机溶剂多为环状碳酸酯（如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)）与链状碳酸酯（如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)或碳酸甲乙酯(EMC)）所组成的混合溶剂。这种电解液体系具有较高的电导率和较宽的电化学窗口，所组装的锂离子电池表现出了较好的循环性能及倍率性能。但除了易于水解之外，在较高温度条件（例如60℃）下，LiPF6还易受热分解生成LiF和PF5。PF5是一种较强的路易斯酸和氟化配体，极易导致电解液聚合以及和有机溶剂反应。并且，在痕量水存在下，PF5易水解生成对正极材料具有强溶蚀作用的HF。这些不利因素极大限制了使用LiPF6基电解液电池的高温性能。

开发热稳定性更高的新型电解质盐，以提高锂离子电池的高温性能是时下的研究热点之一。在新型锂盐中，受到关注较多的是双草酸硼酸锂(LiBOB)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)。除满足用作电解质锂盐的常规要求外，这两种锂盐还具有两个突出的特点：第一，LiBOB和LiODFB的热稳定性均非常优异，热分解温度分别可达302℃和240℃，这可极大提高电解液的耐高温性能。第二，LiBOB和LiODFB自身均具有较高的还原电位，且即使在纯的碳酸丙烯酯(PC)中，仍能在碳基负极材料表面形成稳定的固体电解质界面膜（SEI），这可极大扩大电解液中非质子溶剂的选择范围，摆脱对EC（熔点高达37℃）的依赖，进而有望通过溶剂体系的优化来提升电池的低温性能及倍率性能。但虽然针对LiBOB和LiODFB的研究已进行了十余年，它们尚未取得大规模的实际应用。其主要原因在于它们在碳酸酯溶剂中所形成SEI膜的阻抗值偏高。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项高温高倍率锂离子电池用电解液技术，该技术产品的优点在于以LiBOB或LiODFB作为基础锂盐，以含有硫元素的有机溶剂作为混合溶剂组成之一，以LiBSO4F2或LiBSO3F2作为功能添加剂，在优势互补原则的指导下，建立新型电解液体系，可在高温高倍率电池领域取得规模化应用。所构建电解液体系能耐受60℃的高温，且组装电池的倍率性能、循环性能优异。现将该高温高倍率锂离子电池用电解液技术及实例介绍如下供研究参考：（811311  321557）

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，
包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，
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