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锂离子电池正极界面修饰用电解液添加剂
Electrolyte Additives for Interfacial Modification of Cathodes in Lithium- Ion Battery

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蒋志敏 1   王莉 2   沈旻 1   陈慧闯 1   马国强 1 *   何向明 2 *  
文摘 提高电压是提高锂离子电池比能量的重要途径之一。例如,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(4.7 V) 、LiNiPO_4(5.1 V)和富锂锰基等电极材料在较高的充电截止电压下表现出较高的能量密度和较低的成本,具有很好的应用前景。另外,提高LiCoO_2和三元电池体系的充电截止电压是提升电池能量密度的简单有效措施。但是,当电池充电截止电压提高时,不仅会造成电解液在正极/电解液界面的氧化分解,还会加速正极中金属阳离子在电解液中的溶解,造成电池循环性能和安全性下降。采用不同的正极界面修饰用电解液添加剂,既可以有效钝化正极/电解液界面,抑制电解液的分解,还可以有效抑制正极结构的破坏。本文从添加剂的分子结构出发,介绍了磺酸酯、硼酸酯、磷酸酯、氟代碳酸酯、腈类、酸酐和锂盐等添加剂在正极界面的相关研究成果,并对不同添加剂的作用机理进行了详细的解释和归纳;另外,介绍了添加剂的联用技术在不同电池体系中的最新研究成果;最后,对新型正极界面修饰用电解液添加剂的开发进行了展望。
其他语种文摘 Increasing the voltage is one of the important ways to improve the energy density of lithium ion batteries.For example,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(4.7 V),LiNiPO_4(5.1 V) and lithium-rich manganese-based materials exhibit high energy density and low cost at high charge cut-off voltage,showing good application prospects.In addition,increasing the charge cut-off voltage of LiCoO_2 and NMC battery systems is a simple and effective approach to increase the energy density.However,when the charge cut-off voltage is increased,not only the electrolyte will be oxidatively decomposed at the cathode/electrolyte interface,but also the dissolution of the metal cation from the cathode materials will be accelerated.These are the main causes for the decreased cycle stability and safety.The electrolyte additives can be used for modifying positive electrode interfaces,thus passivating the cathode/electrolyte interface and inhibiting the decomposition of the electrolyte.Moreover,the modified electrolyte can effectively suppress the destruction of the cathode structure.Based on the molecular structure of the additives,the related research results of additives such as sulfonate ester,boric acid ester,phosphate ester,fluorocarbonate,nitrile,anhydride and lithium salt at the positive electrode interface are introduced in this paper.The action mechanisms of different additives are explained and generalized.Furthermore,the combination technology of additives for different batteries are introduced.At last,the development of new electrolyte additives for cathode/electrolyte interface modification are discussed.
来源 化学进展 ,2019,31(5):699-713 【核心库】
DOI 10.7536/pc180815
关键词 锂离子电池 ; 电解液 ; 添加剂 ; 高电压
地址

1. 浙江省化工研究院有限公司, 杭州, 310023  

2. 清华大学核能与新能源技术研究院, 北京, 100084

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1005-281X
学科 化学;电工技术;化学工业
基金 国家科技部国际合作项目 ;  国家自然科学基金重点项目
文献收藏号 CSCD:6498586

参考文献 共 118 共6页

1.  Armand M. Nature,2008,451:652 CSCD被引 1216 次    
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12.  Xia Y. Electrochemical and Solid-State Letters,2001,4(2):A9 CSCD被引 2 次    
13.  Wang D. Journal of Power Sources,2011,196(4):2241 CSCD被引 1 次    
14.  Zhou F. Electrochemistry Communications,2004,6(11):1144 CSCD被引 41 次    
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16.  Xu K. Journal of the Electrochemical Society,1998,145(4):L70 CSCD被引 8 次    
17.  Moshkovich M. Journal of Electroanalytical Chemistry,2001,497(1):84 CSCD被引 12 次    
18.  Yang L. Journal of Power Sources,2011,196(4):2251 CSCD被引 10 次    
19.  邢丽丹. 高压锂离子电池电解液的研究进展. 中国科学:化学,2014,44(8):1289 CSCD被引 4 次    
20.  Wu Y. Journal of the Electrochemical Society,2008,155(9):A635 CSCD被引 41 次    
引证文献 3 篇

1 吴贤文 中性或弱酸性体系下锌基水系电池负极材料研究进展 化学进展,2021,33(11):1983-2001
CSCD被引 5 次

2 胡华坤 锂离子电池电解液SEI成膜添加剂的研究进展 化工学报,2022,73(4):1436-1454
CSCD被引 6 次

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