PDF《提升电解液低温性能：环状和链状溶剂应该怎么选？》

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6 下图展示不同比例的短链状溶剂对于电池低温放电容量的影响(由于在整个实验中EC的添加比例很小,仅为20-30 %,因此EC对电池的低温性能影响较小,所以放在了一起进行考察),从图中我们能够注意到随着短链状溶剂的增 加,电池的低温放电容量出现了显著的提升.这实际上并不符合我们常规的认识,因为DMC和EC的熔点分别时3℃ 和38℃,并不会显著的降低电解液的熔点,这表明一定还有其他因素影响着电解液的低温性能. 页面

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6 为了分析影响电解液低温性能的关键因素,我们需要重新回到本文的第一张表格之中,我们注意到电解液11#在-20 ℃下仅仅能够放出电解液12#的80%左右的容量,而这两种电解液唯一的区别在与电解液12#中增加了2%的VC添加剂 ,而2%的VC添加剂并不会显著的改变电解液的电导率,并且更为重要的是这部分VC在电池化成的过程中就会发生 还原分解,因此我们可以推断,导致电解液12#具有更好的低温性能的关键因素是形成了更好的SEI膜. 下表对比了在电解液

9、10和12中形成的SEI膜中的C、O、F和P元素的比例,从表中我们能够注意到这几种不同的S EI膜中最大的差别在F元素,在电解液9#中形成的SEI膜的F元素的含量在70%左右,而在电解液10#和12#中形成的SEI 膜的F元素含量仅为10%和16%,而我们都知道更多的LiF意味着更小的Li+扩散阻抗,因此也就意味着更好的放电性能 . 页面

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6 从上面的分析我们不难发现,矛盾的焦点已经从电解液的低温电导率,转移到了负极的SEI膜组成上来.SEI膜是锂 离子电池在化成时,电解液中的组分在负极表面分解产生的多孔结构.SEI膜的孔隙率和密度对于电池的性能有显著 的影响,孔隙率太高不能阻止电解液在负极表面的进一步反应,而密度太高则会对Li+在其中的扩散产生显著的阻碍 .下表展示了几种不同的电解液形成的SEI膜在不同25℃和-20℃下的阻抗拟合结果,从表中我们注意到温度降低时欧 姆阻抗Rs变化相对较小,而Li+在SEI膜中的扩散阻抗R和电荷交换阻抗Rcte则发生非常大的变化,这表明电解液离子 电导率的降低并不是导致电池低温性能降低的主要原因,真正导致电池低温性能下降的关键因素在于界面扩散和电荷 交换阻抗的增大. 页面

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6 通过上述分析不难看出,电解液的低温电导率对锂离子电池低温性能的影响并没有想象中的大,而负极的SEI膜的 成分和结构对于电池的低温性能的影响要重要的多,好的SEI膜应该含有更多的LiF,从而减少Li+在SEI膜中的扩散阻 抗.总的来说较多的链状溶剂,例如EMC和DMC,较少的环状溶剂,例如EC能够有效的提高锂离子电池的低温性能 ,但是为了形成更佳稳定的SEI膜,我们还是需要添加少量的EC和PC. 原文地址:http://www.china-nengyuan.com/tech/124440.html Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) 页面

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