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二氟磷酸锂作为电解液添加剂,对锂离子电池性能的影响

2020-03-12 来源:亚科官网

二氟磷酸锂(LiPO2F2),CAS24389-25-1,具有较高的电化学稳定性,可提高非水电解质溶液的电导率,作为电解液添加剂被广泛应用于锂离子电池中。

电解液被称为锂离子电池的血液,锂离子电池的性能依赖于电解液性质的稳定。而电解液添加剂,能够在电极材料表面形成界面膜,有效改善电解液的性质,从而提高锂电池的能量密度和安全性,锂离子电池生产中不可或缺。

锂盐类是比较常见的电解液添加剂。因为锂盐中的锂离子参与界面膜的构建,盐类添加剂形成的界面膜通常具有锂离子导电性,可降低界面阻抗。除二氟磷酸锂(LiPO2F2)外,还有许多可用于构建低阻抗界面膜的锂盐产品,比如四氟磷酸草酸锂(LiPF4C2O4)、四氟草酸硼酸磷酸锂(LiDFBOP)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)等。相比这些锂盐,二氟磷酸锂的效果最好,因此实际中得到广泛应用。

二氟磷酸锂在锂离子电池中的应用效果

1、通过石墨负极界面成膜提高电池的循环稳定性。

二氟磷酸锂可以在石墨负极构建稳定的固体电解质界面(solid-electrolyte interphase, SEI)膜,以解决高载量石墨负极倍率性能和循环稳定性差的问题[1]抑制了电极与电解液之间的副反应,提高了电池的循环寿命,降低了不同充电状态和长循环过程中的电池界面阻抗[2]

2、改善正极界面膜性质,对正极性能具有促进作用。

二氟磷酸锂也可在正极表面生成稳定的界面膜能有效抑制电解液的氧化分解并保护电极结构的完整性[3]

总之,二氟磷酸锂能够在正、负极表面生成稳定的电解质界面膜,稳定电极/电解液界面,抑制电解液分解,降低电池的界面阻抗,从而显著提高电池在高温和低温下的循环稳定性和倍率性能。

相关链接:二氟磷酸锂

参考文献:

[1] KIM K E, JANG J Y, PARK I, et al. A combination of lithium difluorophosphate and vinylene carbonate as reducibleelectrodes at high rates[J]. Electrochemistry communications, 2015, 61: 121-124. DOI: 10.1016/j.elecom.2015.10.013.

[2] LIU Q Q, MA L, DU C Y, et al. Effects of the LiPO2F2 additive on unwanted lithium plating in lithium-ion cells[J] Electrochimica acta, 2018, 263: 237-248. DOI: 10.1016/j.electacta.2018.01.058.

[3] CHEN J W, XING L D, YANG X R, et al. Outstanding electrochemical performance of high-voltage LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode achieved by application of LiPO2F2 electrolyte additive[J]. Electrochimica acta, 2018, 290: 568-576. DOI: 10.1016/j.electacta.2018.09.077.