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锂离子电池有机电解液的热稳定性摘要：本文从有机电解液本身热稳定性角度分析了锂离子电池有机电解液物质的热稳固性，结果发现，正极/有机电解液反应直接影响到锂离子电池稳定。
然后从管控LiPF6分解、采用不燃和阻燃物质探讨了优化有机电解液热可靠性的办法。
关键词：锂离子电池；LiPF6；热稳固性；有机电解液保障安全性属于锂离子电池得到普遍使用的基础条件，其中对锂离子电池稳定性影响最大的一项因素即有机电解液热稳固性，下文对此进行了详细探讨。
1、有机电解液本身热稳固性探究有机电解液热稳固性既能够给锂离子电池研发提供指导依据，这还是有机电解液研发的前提条件。
LiPF6属于当下锂离子电池最常见的电解液结构，所以，大量研究人员深入探究了LiPF6。
Kawamura等采取DSC分析了1mol/L LiPF6和LiClO4基EC：DEC、EC：DMC、PC：DEC与PC：DMC的热稳固性。
结果发现，带DEC的LiPF6体系释热峰约255℃，相较于相应的带DMC的体系释热峰小15℃-20℃，在LiClO4体系内液有相似的结果[1]。
对金属Li在多种LiPF6体系内的热行为分析得知，金属Li于1mol/L LiPF6-EC：DEC、1mol/L LiPF6-EC：DMC和1mol/L LiPF6-PC：DMC内的释热反应气温均在金属Li的熔点180℃左右，也许是因为释热反应一般是由于金属Li的溶解引起的。
但是在1mol/L LiPF6-PC：DEC 内，其释热气温是140℃，比金属Li的熔点小，，体现了金属Li在该电解液内非常不稳固。
在以上电解液内添加适量水，金属Li和这类电解液的释热反应气温会下降至130℃之下，这可能是因为H2O与LiPF6反应形成的HF损坏了金属锂表层的SEI膜。
Botte等采取DSC探究了LiPF6-EC：EMC体系的热稳固性。
探究结果显示，LiPF6-EC：EMC体系的热稳固性既和锂盐含量相关，并且溶剂含量、加热速度对其也有较大影响。
点较低，不利于电池的高温性能，因此常与环状碳酸酯复合使用，确保锂离子电池具备良好的工作范围与安全性[1]。
1.2 电解质设计要点分析在锂离子电池的电解质设计要点中，由于电解质作为电解液主要原料之一，直接对锂离子电池的成膜性能、倍率放电性能、存储性能、循环性能等产生直接影响。
电解质中的锂离子性能，决定这电池的物理性能与化学性能。
在锂离子电池的安全设计当中，需要对六氟磷酸锂进行优化设计，确保能够优化电解液的电解质体系，通过对电解液的热稳定以及锂离子电池循环进行深入研究，确保锂离子电池的综合性能得到有效改善[2]。
2 锂离子电池电解液功能性添加剂优化应用措施在当前的锂离子电池电解液功能性添加剂的优化设计与应用中，其主要可以通过优化电解液导电性能，改善电解质稳定性能，提高电解液工作低温性能、完善电极膜性能、优化电池安全性与电解液循环稳定性的优化等五方面。
2.1 优化电解液导电性能在锂离子电池电解液功能性添加剂的优化设计当中，需要重视电解液的导电性能的提升。
在提升电解液的导电性能上，借助冠醚与锂离子形成的络合物，通过提升电解液中锂离子的溶解度，确保能够提高大量的游离锂离子与阴离子，借助锂离子与阴离子的有效分离，以此提升电解液的导电性能。
在锂离子电解液的导电性能提升中，借助冠醚类混合物的运用，不仅实现电解液导电性提升的作用，同时也能够降低锂离子电池充电过程的溶液切合分析，规避锂离子电池电解液的氨离子与锂离子之间发生的化学反应，通过提升锂离子的配位性能，以此提升电解液的导电性，确保电池充电与放电过程的导电性能，以此实现电池供电循环系统的优化改善[3]。
0 引言锂离子电池具备工作电压高，循环寿命长，自放电小，对外界污染小的优势，已成为一种重要的新型能源，尤其在新能源汽车方面得到广泛应用。
添加剂是锂离子电解液中重要的组成部分，对于电解液的性能具有决定性作用，开展功能性添加剂的研究设计，已成为当前锂离子电解液发展的重要方向。
锂电池电解液常用溶剂碳酸丙烯酯：PC分子式：C4H6O3无色无气味,或淡黄色透明液体，溶于水和四氯化碳，与乙醚，丙酮，苯等混溶。
是一种优良的极性溶剂。
本产品主要用于高分子作业、气体分离工艺及电化学。
特别是用来吸收天然气、石化厂合成氨原料其中的二氧化碳，还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。
特性分子量：102.09物理性质：外观无色透明液体熔点-48.8 ℃沸点242℃闪点132℃溶解度参数δ=14.5相对密度1.2069溶解度参数[2] δ=14.5饱和蒸汽压0.004kpa溶解性:溶于水，可混溶于丙酮、醇,乙醚、苯、乙酸乙酯等有机溶剂.折光率1.4189比重1.189粘度2.5mPa.s介电常数69c/v.m毒理数据:动物实验经口服或皮肤接触均未发现中毒.大鼠经口LD50=2,9000 mg/kg.质量标准项目指标优级品一级品外观无色或淡黄色液体无色或淡黄色液体含量, %≥99.5≥99.0 水份, %≤0.3≤0.5 溴化物（以溴离子计）, %≤0.01≤0.1 密度20oC（g/cm3）1.200±0.0051.200±0.005用途2电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质2高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂。
用作胶黏剂和密封剂的增塑剂。
还可用作酚醛树脂固化促进剂和水溶性胶黏剂颜填料的分散剂。
2化工行业是合成碳酸二甲酯的主要原料也可用于脱除天然气、石油裂解气中二氧化碳和硫化氢。
2另外：还可用于纺织、印染等工业领域。
包装 200公斤镀锌铁桶包装,也可按顾客要求进行包装。
储运应储存于阴凉、干燥、通风良好的场所,钢瓶应垂直放置，避免受热和爆晒。
碳酸甲乙酯：EMC分子式：C4H8O3分子量：104.1,密度1.00 g/cm3，无色透明液体，沸点109℃，熔点-55℃，是近年来兴起的高科技、高附加值的化工产品，一种优良的锂离子电池电解液的溶剂，是随着碳酸二甲酯及锂离子电池产量增大而延伸出的最新产品，由于它同时拥有甲基和乙基，兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯特性，也是特种香料和中间体的溶剂。
高压锂离子电池电解液添加剂详解及应用举例普通锂离子池电解液在高电压下的氧化分解限制了高压锂离子电池的发展，为了解决这一问题，需要设计、合成新型的耐高压电解液或寻找合适的电解液添加剂。
然而从经济效益考虑，发展合适的电解液添加剂来稳定电极/电解液界面更加受到研究者们的青睐。
本文中介绍了高压锂离子电池电解液添加剂方面的研究进展，并按照添加剂的种类将其分为6部分进行探讨：含硼类添加剂、有机磷类添加剂、碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、离子液体添加剂及其它类型添加剂。
含硼添加剂含硼化合物经常作为添加剂应用到不同正极材料的锂离子电池中，在电池循环过程中，很多含硼化合物会在正极表面形成保护膜，来稳定电极/电解液之间的界面，从而提高电池性能。
考虑到含硼化合物的这一独特性能，众多学者开始尝试将其应用到高压锂离子电池中，来增强正极界面稳定性。
Li等将三(三甲基烷)硼酸酶(TMSB)应用到以Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 作正极材料的高压锂离子电池中，发现当有0.5%(质量分数)TMSB 添加剂存在时，循环200圈后容量保持74%(电位范围2-4.8 V，充放电倍率为0.5 C)，而没有添加剂存在时，容量保持仅为19%。
为了解TMSB对正极表面修饰的作用机制，ZUO 等将TMSB添加到LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2石墨全电池中，并分别对正极材料进行了XPS与TEM分析，得到下图所示的结论：在没有添加剂存在时，随着循环次数的增加，会逐渐在正极表面形成一层有LiF存在的正极电解液界面(CEI)膜，这层膜较厚而且阻抗较高;加入TMSB后，缺电子的含硼类化合物会提高正极表面LiF 的溶解度，形成的SEI膜较薄，阻抗较低。
除了TMSB ，现如今应用到高压锂离子电池中的含硼类添加剂还包括双草酸硼酸锂(LiBOB)、双氟草酸硼酸锂(LiFOB)、四甲基硼酸酯(TMB) 、硼酸三甲酯(TB)以及三甲基环三硼氧烷等，这些添加剂在循环过程中会比电解液溶剂优先被氧化，形成的保护性膜覆盖到正极表面，这层保护性膜具有良好的离子导电性，能抑制电解液在随后的循环中发生氧化分解以及正极材料结构的破坏，稳定电极/电解液界面，并最终提高高压锂离子电池的循环稳定性。
高压锂离子电池电解液添加剂详解及应用举例的干货【钜大锂电】普通锂离子池电解液在高电压下的氧化分解限制了高压锂离子电池的发展，为了解决这一问题，需要设计、合成新型的耐高压电解液或寻找合适的电解液添加剂。
然而从经济效益考虑，发展合适的电解液添加剂来稳定电极/电解液界面更加受到研究者们的青睐。
本文中介绍了高压锂离子电池电解液添加剂方面的研究进展，并按照添加剂的种类将其分为6部分进行探讨：含硼类添加剂、有机磷类添加剂、碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、离子液体添加剂及其它类型添加剂。
1、含硼添加剂含硼化合物经常作为添加剂应用到不同正极材料的锂离子电池中，在电池循环过程中，很多含硼化合物会在正极表面形成保护膜，来稳定电极/电解液之间的界面，从而提高电池性能。
考虑到含硼化合物的这一独特性能，众多学者开始尝试将其应用到高压锂离子电池中，来增强正极界面稳定性。
Li等将三(三甲基烷)硼酸酶(TMSB)应用到以Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2作正极材料的高压锂离子电池中，发现当有0.5%(质量分数)TMSB添加剂存在时，循环200圈后容量保持74%(电位范围2-4.8V，充放电倍率为0.5C)，而没有添加剂存在时，容量保持仅为19%。
为了解TMSB对正极表面修饰的作用机制，ZUO等将TMSB添加到LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2石墨全电池中，并分别对正极材料进行了XPS与TEM分析，得到下图所示的结论：在没有添加剂存在时，随着循环次数的增加，会逐渐在正极表面形成一层有LiF存在的正极电解液界面(CEI)膜，这层膜较厚而且阻抗较高;加入TMSB后，缺电子的含硼类化合物会提高正极表面LiF的溶解度，形成的SEI膜较薄，阻抗较低。
除了TMSB，现如今应用到高压锂离子电池中的含硼类添加剂还包括双草酸硼酸锂(LiBOB)、双氟草酸硼酸锂(LiFOB)、四甲基硼酸酯(TMB)、硼酸三甲酯(TB)以及三甲基环三硼氧烷等，这些添加剂在循环过程中会比电解液溶剂优先被氧化，形成的保护性膜覆盖到正极表面，这层保护性膜具有良好的离子导电性，能抑制电解液在随后的循环中发生氧化分解以及正极材料结构的破坏，稳定电极/电解液界面，并最终提高高压锂离子电池的循环稳定性。
锂离子电池电解液材料及生产工艺详解液体电解液生产工艺---流程图电解液生产工艺---精馏和脱水–对于使用的有机原料分别采取精馏或脱水处理以达到锂电池电解液使用标准。
–在精馏或脱水阶段，需要对有机溶剂检测的项目有：纯度、水分、总醇含量。
液体电解液生产工艺---产品罐–在对有机溶剂完成精馏或脱水后，检测合格后经过管道进入产品罐、等待使用。
–根据电解液物料配比，在产品罐处通过电子计量准确称取有机溶剂。
–如果产品罐中的有机溶剂短时间未使用，需要再次对其进行纯度、水分、总醇含量的检测，继而根据生产的需要准确进入反应釜。
体电解液生产工艺---反应釜–依据物料配比和加入先后顺序，有机溶剂依次加入反应釜充分搅拌、混匀，然后通过锂盐专用加料口或手套箱加入所需的锂盐和电解液添加剂。
–在加入物料开始到结束,应控制反应釜的搅拌速度、釜内温度等。
不同的物料配比搅拌混匀的时间不同，但都必须使电解液混合均匀，此时对电解液检测的项目有：水分、电导率、色度、酸度液体电解液生产工艺---灌装–经检测合格的液体电解液被灌入合格的包装桶，充入氩气保护，最终进入仓库等待出厂。
–由于电解液自身的物理、化学性质等因素，入库的电解液应在短时间内使用，防止环境等因素导致电解液的变质液体电解液---使用注意事项–电解液桶有氩气保护，有一定压力，在使用中切勿拆卸气相阀头和液相阀头，也不允许随意按下快开接头的凸头，以免造成泄漏或其它危险。
接管时一定要戴防护眼罩，使用时一定要使用专用快开接头–检测合格的电解液建议一次性用完，开封的电解液很容易因为没有气氛保护等原因而变质，请客户在使用过程中注意及时充入氩气保护，防止变色电解液不建议使用玻璃器皿盛放，玻璃的主要成分是氧化硅，氧化硅和氢氟酸反应生成腐蚀性、易挥发的气体四氟化硅，此气体有毒会对人造成伤害–现场可以使用的电解液容器和管道材料包括：不锈钢、塑料PP/PE、四氟乙烯等–本产品对人体有害，有轻微刺激和麻醉作用。
锂离子电池电解液添加剂物性数据化学名称环己基苯(CHB) 亚硫酸亚乙酯（ES、DTO）硫酸亚乙酯（DTD）亚硫酸丙烯酯（PS）碳酸亚乙烯酯(VC)别名苯基环己烷，苯基环乙烷亚硫酸乙二醇酯、乙二醇亚硫酸酯、亚硫酸乙烯酯硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯、乙二醇硫酸酯、亚乙基硫酸酯Trimethylene Sulfite1,3,2-Dioxathiane 2-oxide1,3-Dioxo-2-one英文名称Cyclohexyl benzene Ethylene sulfite Ethylene Sulfate Propylene sulfite Vinylene carbonate CAS号827-52-1 3741-38-6 1072-53-5 4176-55-0 872-36-6 分子式C12 H 16C2H4O3S C2H4O4S C3H6O3S C3H2O3分子结构分子量160.26 108.12 124 122.1 86.05熔点/沸点/闪点7～8℃/239～240℃/98.0 ？/172～174℃/79℃97～99℃/？/？?/76/？19～22℃/165℃/73℃密度（g/mL at 25℃）0.95 1.426 1.3225 1.355g/mL粘度（40℃）折光率 1.5230±0.00501．445～1．447 1.420～1.422 外观无色油状液体无色液体白色结晶或白色结晶性粉末无色液体无色透明液体或白色固体特性易溶于醇、丙酮、苯、四氯化碳、二甲苯、不溶于水和甘油DTO的含量≥98%，氯乙醇含量≤1000ppm水溶性11.5 G/100 ML用途用于锂二次电池电解液的添加剂，具有防过充性能。
应用于锂电池高温溶剂。
作锂离子电池电解质的有机溶剂，又可作为锂离子电池电解液的添加剂，锂离子电池电解质添加了 DTO 后将呈现出优异的儲存稳定性，可以提高电解液的低温性能，同时可以防止 PC分子嵌入石墨电极。
