锂离子电池成膜添加剂研究展望

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1、第4O卷第2期电池Ve1．40．No．22010在4月BATTERYBIM0NTHLYADr．，2010·综述·锂离子电池成膜添加剂研究展望郑洪河，一，张丽娜(1．河南师范大学化学与环境科学学院，河南新乡453007；2．劳伦斯伯克利国家实验室清洁能源与技术部，加利福尼亚州伯克利94720，美国)摘要：论述了近年来成膜添加剂在锂离子电池电解液中的研究现状和发展前景；分析了无机成膜添加剂的进展和研究成膜添加剂的新方法，如理论计算、分子设计和原位分析测试技术等；提出了开拓成膜添加剂新领域的可能性。关键词：锂

2、离子电池；成膜添加剂；无机添加剂；理论计算；分析设计中图分类号：TM912．9文献标识码：A文章编号：1001—1579(2010)02—0106—03ResearchprospectofLi-·ionbatteryfilm—formingadditivesZHENGHong—he．ZHANGLi—Ha(t．CollegeofChemistry&EnvironmentalScience，HenanNormalUniversity，Xinxiang，Henan453007，China；2．Environm

3、entalEnergyTechnologiesDivision，LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，Berkeley，California94720，USA)Abstract：Theresearchstatusquoanddevelopmentprospectsinthefieldoffilm．-formingadditivesfortheLi-ionbatteryelec．trolyteinrecentyearsweresummedup．Theprogressinin

4、organicadditivesandthenewmethodsusedtostudythefilm—formingadditiveswereanalyzed，suchasthetheoreticalcalculations，moleculardesignandinsituanalyticaltechniques．Thepossibilityofopeningupnewareasoffilm—formingadditiveswasoutlined．Keywords：Li·ionbattery；film-

5、formingadditive；inorganicadditive；theoreticalcalculation；analysisanddesign“在电解液中能与溶剂分子形成溶剂化合物，这些分能稳定。选择优良的成膜添加剂，是解决这一问题的关键。子和Li一起嵌入石墨层，并在石墨层中发生电化学分解，从添加剂的种类上看，SEI膜成膜添加剂包括有机添加引起石墨层的脱落。消除该现象的一种方法是对含碳物质剂和无机添加剂两种。目前常用的有机添加剂有亚硫酸酯进行修饰，即用结构不规则的材料涂在石墨上，但操作困难，类、含

6、亚乙烯基的有机不饱和化合物、卤代有机酯、有机硼化且得到的物质使Li的嵌入较难进行；另一种更可行的方法物等；无机添加剂的种类和数量有限C3J。是在电解液中引入成膜添加剂。添加剂具有用量小、针对性从添加剂的室温存在形式上看，SEI膜成膜添加剂可分强的特点，在不增加或基本不增加电池成本、不改变生产工为气体成膜添加剂、液体成膜添加剂和固体成膜添加剂艺的情况下，能显著改善电池的某些宏观性能，是近年来改等[。善锂离子电池性能的重要研究方向⋯。固体电解质相界面从添加剂自身的分子结构上看，SEI膜成膜添加剂可分(SEI

7、)膜的化学组成、结构和稳定性等，是决定锂离子电池碳为环状和链状，如碳酸乙烯酯(EC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、亚负极和电解液相容性的关键E2J。在目前的生产应用中，尤其硫酸丙烯酯(Ps)、碳酸亚乙烯酯(VC)为环状；碳酸二甲酯重视电池的能量密度和比能量，并要求在整个使用过程中性(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、二甲基亚硫酸酯(DMS)、二乙基作者简介：郑洪河(1967一)，男，河南人，美国劳伦斯伯克利国家实验室清洁能源与技术部高级研究助理，研究方向：研制和开发动力汽车用锂离子电池；张丽娜(1982一)，女

8、，河南人，河南师范大学化学与环境科学学院硕士生，研究方向：锂离子电池成膜添加剂，本文联系人。基金项目：国家自然科学基金项目(20573033)第2期郑洪河，等：锂离子电池成膜添加剂研究展望亚硫酸酯(DES)和1，2-三氟乙酸基乙烷(BTE)等为链成为一个重要的研究方向。胡传跃等[。J通过交流阻抗研究状[5一。发现，LisC03在一定程度上能够阻止有机溶剂EC、DMC和从成膜机理上看，SEI膜成膜添加剂可分为还原型、反y．丁内酯(GBL)的持