广州天赐公司刘健生博士演讲

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1、广州天赐公司刘健生博士演讲实录广州天赐公司刘健生博士5月23日消息，第四届华南锂电（国际）高层技术论坛今日在深圳会展中心开幕。本次大会以“动力2009——动力电池、3G高容电池、上网本电池”为主题，来自全国锂电行业的数百名专家、企业高层出席了本次论坛，并就锂电行业如何应对金融危机，发掘新市场、新机会、把握行业热点及发展趋势展开讨论。以下为广州天赐公司刘健生博士演讲的文字实录：【主持人：邓中一】下一位是刘健生博士，他是广州天赐公司的。大家欢迎！【刘健生】我汇报的主题是《水、电解液与锂离子电池》，应该说水对电池的影响

2、一直是大家所关注的，确实水在对于电池的容量的安全等等各个方面都在一定程度上抑制锂离子电池的发挥，特别是锂离子电池动力电源的发展，怎么样来抑制和消除水的影响尤其受到大家的关注。今天有很多的朋友过来，我在汇报内容之前想简单介绍一下我们的公司，我们的公司是广州天赐高新材料股份有限公司，是一家高新的民营企业，专业从事锂离子电池功能和电解液的研发、生产和销售，电解液的产品主要是涉及到手机、数码产品和超高能锂离子电池用功能电解液和笔记本圆柱电池用安全型功能电解液，还有电动工具圆形安全的电解液玩具、航模电池高倍率安全型功能电解

3、液还有动力电池用安全型功能电解液，我们是一个多功能产品的复合。今天我跟大家汇报的主要内容有以下几个方面，首先我们看到电池和水的来源，第一个水的来源就是这个电解液他是极易吸水的，我们有一个纳米或者是微米的颗粒积累在水中，第三是注液的环境，目前我们在大部分的锂电企业都在华南地区、珠三角的地区空气湿度大，注液都在手套箱中进行，但是由于手套箱长期地使用，它的水份也是很难控制的。我们也做了实验，把这个电解液分三个塑料瓶装起来，放在三个不同的环境中，一个是水份低于10ppm的手套箱，第二是低于50ppm的手套箱，第三是放在通

4、风橱中，10ppm变化不是很明显，但是在50ppm存放以后达到了100个ppm了，从这个图中可以看到不管是10个ppm还是50ppm存放以后他的适度超过了100这个ppm，说明电解液很容易吸水，而且很容易跟锂离子反应产生酸。接下来我们对于水与电解液的作用，主要是他跟锂进行一系列的反应，生成氟化氢，可以正负极产生的一些成份反应。我们可以看出水对电池的破坏主要是体现有两点，一个是跟锂盐反应生成HF，第二是HF破坏SEI膜引起二次成膊，导致电解液的破坏。水与电解液的作用相关研究来说，杨立等人研究了这个动力学的特性，发现

5、在LiPF6电解液中1个LiPf6跟2个水进行反应，而且发现20—60度的温度反应中，这个里面LiPF6与水的反应不一样的温度下反应的倍数也不一样。水与电极材料的作用，一般是正极材料在电解液中有溶解性，而水跟锂原子的反应产生了HF能够加速活性物质的东西，特别是锰酸锂，把锰酸锂在不同的程度下存放或者是使用，一段时间之后在测试电解液当中锰离子的含量，我们可以看出常温下锰的溶解度不大，高温下锰的溶解度高度地增加，高温下水跟盐的反应是加速了，导致了高酸的含量。水对锰酸锂电池性能的影响，我们把这个水在我们的电解液里面加多2

6、00ppm的水份，进行了电池循环性能的测试，左边是一个常温的，右边这个是55度的循环性能，这个图中可以看出200ppm明显影响了锰酸锂电池的循环性了。从前面介绍可以知道水是很容易钻到电池里面，而且确实给我们电池带来很大的负面影响。怎么样抑制这个水的负面作用呢？我们认为有以下几个图形。第一个是控制电池内部水份的含量，就是我们对电池进行充分干燥，第二是控制注液环境。新型锂盐的开发，这个水跟电池性能的一个终端影响他跟锂盐的反应产生的氟化氢影响电池的应能，也有很多新型的锂盐在里面使用，其实他们也跟水发生反应的，只是他跟水

7、的作用是相对比较慢，所以抑制了水的一些影响。但是目前的研究来看，这些锂盐在性能上还是不能完全取代LiPF6。还有开发锂盐、水的稳定剂，我们认为从电解液中这是最有效的途径抑制或者是消除水对电解液的影响。我重点介绍一下稳定剂的研究情况，我们的原理有作用原理，第一是与水合HF分子反应，第二是与HF分子形成氢键，第三是与PF6-/PF5形成络合物，第四是与水分子形成的氢键。第三和四的原理分析，我们觉得实际上他是延缓了水的作用，但是我们实践当中通过这个稳定剂添加很大的程度消除了水的影响，这是什么原因呢？我们研究了这个水的分

8、解电位，我们在电解液里面加了水，LSV曲线图中可以看出我们认为在2.0V的反应是一个水的分解反应，也就是说我们只要在电池化学之前抑制水的反应，这样能够在很大程度上消除水的影响。从稳定剂的原理可以分为两种的稳定剂，一个是吸附型的稳定剂，第二是反应性的稳定剂。吸附型的是跟氟化氢和水形成氢键，主要是一些喊有碳和氮的等等一些物质。第二类的反应型的稳定剂，他的有机胺是间距吸附和反应