磷酸鐵锂電池溶剂添加剂对电池性能的影响
磷酸鐵锂電池使用的新型锂鹽、溶劑和添加劑對電池的高、低溫性能影響,它們各自相應的具體作用影響如下:


(1)二氟二草酸硼酸锂(LiODFB)作为一种新型锂盐在电池循环过程中形成致密、稳定的SE1膜,提高磷酸鐵锂電池的循环性能。使用LiODFB作为锂盐加入到电解液中对LiFePO/Li电池没有负面影响,LiODFB基电解液能有效地抑制 LiFePO4在高温条件下铁离子的析出,保证了正极材料在高温条件下的稳定性,并能防止铁离子迁移到石墨负极表面,因此能显著提高LiFePO/石墨电池的高温循环性能。同时,LiODFB具有类似LiBF4的分子结构,因此也具有较低的电荷转移阻抗,将其作为添加剂加入到电解液中,将提高电池的低温储存放电性能,但其反应原理有待进一步研究。
(2)二元溶剂的各方面性能都不能满足日益提高的磷酸鐵锂電池性能要求,丙酸乙酯(EP)作为一种新型溶剂加入到电解液中形成三元溶剂。结果表明,丙酸乙酯的添加能比较明显地提高磷酸鐵锂電池的低温放电性能,但是丙酸乙酯对于常温、高温性能提高不大,甚至有一定的负面影响,因此应按照电池的实际用途适量添加。
(3)丙磺酸內酯(PS)作爲添加劑加入EC+PC+EMC(1:1:3)中,PS能夠在初始循環過程中參與SEI膜的形成,所形成的SEI膜較爲光滑、致密,能顯著提高電池的循環性能。通過對比實驗,可以得出電解液中加入2%(質量比)能達到最好的性能。
(4)将氟代碳酸乙烯酯(FEC)作为添加剂加入以1mol-L1LiPF6为锂盐、EC+PC+EMC(1:1:3)为溶剂的电解液中,能在石墨负极形成致密稳定的SEI膜,从而提高电池高温性能;同时,由于F原子的存在,降低电解液的熔点,提高磷酸鐵锂電池的低温放电性能。
磷酸鐵锂電池性能提升建议以下几方面:
(1)磷酸鐵锂電池在低温性能方面还有待提高,以及还需要更细致深入的研究来分析通过电解液中各种成分提高电池低温性能的作用机理。
(2)某一种新型的锂盐、溶剂、添加剂的加入只能对电池的某一个方面性能得到提高,而不能提高电池的各项综合性能。为了磷酸铁锂能够更广泛地使用,还需要通过多种组分的配合使用来提高电池的综合性能,从而推进磷酸鐵锂電池的更好地产业化。
(3)動力锂離子電池的産業化關鍵的問題還是價格上的突破,電解液作爲锂離子電池重要的一部分,控制電解液組分的成本也是十分必要的,要保證锂離子電池既有較好的電化學性能,又具有價格優勢。
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