一般而言,電解液中有機(jī)溶劑和溶質(zhì)容易分析并模仿,但添加劑成分通常很難分析出來??梢哉f,添加劑的成分是電解液企業(yè)的技術(shù)**所在。常見的添加劑分類包括SEI(改善石墨負(fù)極表面的固體電解質(zhì)界面膜性能)成膜添加劑、抗過充添加劑、阻燃添加劑、穩(wěn)定添加劑、浸潤添加劑、除酸除水添加劑等等。常見的添加劑有雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸鋰(LiDFOB)、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)和雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)等。以其中的LiFSi為例,目前全球范圍內(nèi)*有日本的觸媒公司實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),國內(nèi)的氟特電池(新三板.上市公司)目前有小批量出貨,因此相對于日韓企業(yè)來講,目前國內(nèi)電解液企業(yè)在添加劑方面處于相對落后的地位。多氟芳香環(huán)與雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰進(jìn)行混合形成呈近晶相的液晶電解質(zhì)??诒玫碾p三氟甲烷磺酰亞胺鋰對比價
中國科學(xué)院金屬研究所李峰研究員和孫振華研究員等,將原位固化的策略引入到鋰硫電池中,在電解液中加入2, 5-二氯-1, 4-苯醌(DCBQ),使得鋰硫電池電化學(xué)反應(yīng)過程中生成的多硫離子可以與DCBQ發(fā)生親核取代反應(yīng),原位地生成不易溶于醚類電解液的固相有機(jī)硫聚合物,從而實現(xiàn)抑制穿梭效應(yīng)的目的。通過實驗表征和理論計算結(jié)合,發(fā)現(xiàn)有機(jī)硫聚合物中的多硫化物可以被共價鍵合作用限制,該固態(tài)的有機(jī)硫聚合物能夠阻止后續(xù)多硫化物的遷移,使活性物質(zhì)保持在正極中,增加了循環(huán)穩(wěn)定性和活性物質(zhì)利用率。DCBQ上的醌羰基官能團(tuán)可以加快鋰離子的遷移速率,促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)過程,提升電池的倍率性能。在電解液中添加了DCBQ的鋰硫電池,在2C電流密度下放電比容量高達(dá)622 mAh g-1,是不含添加劑的電池容量的3.5倍,在1 C倍率下充放電循環(huán)100圈,電池容量保持率為92%。鋰硫電池的醚類電解液中(1 M雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI),0.2 M硝酸鋰,溶解于1,3二氧戊環(huán)(DOL)和乙二醇二甲醚(DME)的體積比為1:1的混合溶液)添加DCBQ,在***放電產(chǎn)生多硫化物時,DCBQ上的氯可與多硫離子的孤對電子產(chǎn)生作用,發(fā)生取代反應(yīng)進(jìn)而縮聚生成固相的有機(jī)硫聚合物。貴州雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰代理價錢雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰作為鋰電池有機(jī)電解質(zhì)鋰鹽。
目前商業(yè)上**成功的鋰鹽是LiPF6,因為它均衡了各項性能,如良好的解離度、溶解性、離子電導(dǎo)率以及能夠鈍化鋁箔等。但它在痕量水存在的情況下會與水反應(yīng)生成HF侵蝕正極,此外它在80 ℃即發(fā)生分解。LiPF6較差的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性限制了其在高電壓三元鋰離子電池中的應(yīng)用,故對于新的替代鋰鹽的尋找從未停止。其中被深入研究的有雙草酸硼酸鋰(LiBOB),二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB),雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)及雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)等。但在實際應(yīng)用中,除了成本限制,這些鋰鹽都有各自的局限性,如LiBOB和LiDFOB較差的溶解性,LiFSI和LiTFSI較差的純度和在高壓下(4.0 V,vs. Li+/Li)對鋁箔嚴(yán)重腐蝕等等,所以一般作為添加劑(第4部分介紹)或?qū)追N鹽混合使用。
2020年2月5日,崔屹團(tuán)隊***報道防火、超輕聚合物-聚合物固態(tài)電解質(zhì)(SSE)。相關(guān)論文以“A Fireproof, Lightweight, Polymer–Polymer Solid-State Electrolyte for Safe Lithium Batteries”為題,發(fā)表在《Nano Lett.》上。該聚合物固態(tài)電解質(zhì)以多孔聚酰亞胺作為機(jī)械增強(qiáng)框架材料,添加阻燃劑(十溴二苯乙烷,DBDPE)和離子導(dǎo)電聚合物電解質(zhì)(聚環(huán)氧乙烷/雙三氟甲烷磺?;嚕?。聚合物固態(tài)電解質(zhì)由有機(jī)材料制成,具有可調(diào)節(jié)的膜厚度(10–25μm),與傳統(tǒng)的隔膜/液體電解質(zhì)相比,具有更高的能量密度。PI / DBDPE膜具有熱穩(wěn)定性、不可燃性和高機(jī)械強(qiáng)度,能夠保證Li-Li對稱電池穩(wěn)定循環(huán)300小時不發(fā)生短路。制成的LiFePO4/ Li半電池在60°C 下表現(xiàn)出高速率性能(在1 C下為131 mAh g–1)和循環(huán)性能(在C/2速率下,300個循環(huán))。值得一提的是,即使在火焰下測試,該聚合物固態(tài)電解質(zhì)制成的軟包電池仍能正常工作。雙三氟甲磺酰亞胺鋰鹽和DIOX+EC+VC溶劑配成的電解液組裝成的鋰離子電池。
中科院物理研究所李泓和禹習(xí)謙研究員等人采用原位微分電化學(xué)質(zhì)譜(DEMS)來研究LiCoO2|PEO-LiTFSI|Li電池中的產(chǎn)氣行為。通過實驗和理論計算表明,LiCoO2的表面催化作用是PEO在4.2 V意外析出H2氣體的根本原因。使用穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3(LATP)對LiCoO2表面進(jìn)行包覆可以減輕這種表面催化作用,并將電池工作電壓擴(kuò)展到4.5 V以上。同時還解釋了產(chǎn)氣的原因:雙三氟甲烷磺酰亞胺(HTFSI)在正極側(cè)因被氧化脫水而產(chǎn)生,并在負(fù)極極側(cè)與金屬鋰反應(yīng)導(dǎo)致了氫氣的析出。相關(guān)研究成果以“Increasing Poly(ethyleneoxide) Stability to 4.5 V by Surface Coating of the Cathode”為題發(fā)表在ACS Energy Letters上。雙三氟甲磺酰亞胺鋰粉末產(chǎn)能、產(chǎn)量、產(chǎn)值。特色雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰報價
雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的主要運輸方式??诒玫碾p三氟甲烷磺酰亞胺鋰對比價
酯類和醚類是電池中**常用的兩類有機(jī)電解液溶劑,而常用的鹽有六氟磷酸鹽,高氯酸鹽,三氟甲基磺酸鹽,雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽等。在對硬碳的報道中,酯類電解液是**常用的,但醚類電解液可以實現(xiàn)更好的倍率性能和首效。電解液溶劑和鹽的種類,以及電解液的濃度,可以影響SEI膜的組成,從而影響硬碳負(fù)極的循環(huán)性能。通過在電解液中加入少量的添加劑,可以***的提高硬碳負(fù)極的性能。比如,添加2-5%的氟代碳酸乙烯酯(Fluoroethylene Carbonate,F(xiàn)EC)可以在硬碳負(fù)極表面生成穩(wěn)定的SEI膜,而加入碳酸亞乙烯酯(Vinylene Carbonate,VC)則可以提高SEI膜的熱穩(wěn)定性,從而提高電池的高溫性能。也有一些基于磷酸三甲酯(trimethyl phosphate,TMP)的不可燃電解液,可以提高電池的安全性,因而也非常值得關(guān)注。硬碳負(fù)極的材料和電解液優(yōu)化策略??诒玫碾p三氟甲烷磺酰亞胺鋰對比價