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新型电解液添加剂可有效改善锂离子电池电极SEI膜性能
2017-10-31
来源：转载自第三方
2017-10-31
随着科技的迅速发展，研究大电流、高电压、高能量密度的锂离子电池显得尤为重要。锂离子电池的能量密度由电池容量和充放电电压决定，因此为了提高电池的能量密度，需要使用高电压的电池材料体系。而加入功能性添加剂是高电压电解液研究的主要方向。本文将介绍一种新型电解液添加剂，可有效改善锂离子电池电极SEI膜性能，进而改善锂离子电池的性能。
锂离子电池的电解液是由有机溶剂、电解质锂盐和功能添加剂组成。有机电解液中添加少量的某些物质，能显著改善电池的某些性能，这些少量物质称为功能添加剂。电解液功能添加剂已成为当今锂离子电池研究的一个焦点。目前，锂离子电池电解液功能添加剂的研究主要集中在以下六个方面：改善电极SEI膜性能、提高电解液低温性能、提高电解液电导率、改善电解质热稳定性、改善电池安全性能和电解液的循环稳定性。现已发现碳酸锂（Li2CO3）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、VC、苯甲醚和12-冠-4醚等大量添加剂。但有时，单一的添加剂在性能上很难达到实际要求。
郭梦雅等人[1]采用2,3-环碳酸甘油酯分别与对苯二甲酰氯、1,3,5-均苯三甲酰氯和1,2,4,5-均苯四甲酰氯发生酯化反应，合成了双（2,3-环碳酸甘油酯）对苯二甲酸酯（TABE），三（2,3-环碳酸甘油酯）均苯三甲酸酯（BATE1）和四（2,3-环碳酸甘油酯）均苯四甲酸酯（BATE2）。
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。结果发现BATE2作为电解液添加剂，可在石墨表面形成一层致密均匀的SEI膜，有效地保护电极材料，改善电池的循环稳定性，明显提高电池的循环效率。这可能是由于苯环上的4个碳酸甘油酯基团和苯环能有效改善电解液与球化石墨之间的界面，形成致密的保护性SEI膜，限制添加剂和有机溶剂嵌入到球化石墨负极中，从而提高电池性能。
在电解液中加入一定量的添加剂，就能显著改善锂离子电池的安全性能和使用性能。随着人们对锂离子电池使用要求的提高，需要科研人员不断探索，开发出功能更全面，性能更优质的电解液添加剂，以支持科技的发展并满足人们的需求。
参考文献
[1] 郭梦雅, 宗成星, 艾淑娟, 等. 新型锂离子电池电解液添加剂的合成与应用. 高等学校化学学报, 2017, 38, 1857-1863.
相关链接：二草酸硼酸锂（LiBOB）
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