锂离子电池电解液的研究进展_吴萌

ÓcI|:1005-7854(2004)03-0057-04 Ö Ö0ÈýȳA¥ùîÉZ 吴 萌,栾和林,姚 文 (北京矿冶研究总院, 北京 100044) K 1:Vµ ·4、ȳÉÖ÷、@F4 ØñZ ë, ‚  Ö Ö0Èý¥È³AùîÉZ f ƒ。 Ï µ ·4 ¯[ Ö
¹ö,ùî¥×Ä ^Ùsÿ ?@F4;ȳÉÖ÷¥?Z t ] ^9v| Ö0öå, †® Ö0W¥T¨ ï,4Ú ñ¥ ·³„ £×çŸ。ȳA¥Ê4Z ë,ö1YV ·4¥þŸ• ”# ·4„Ö÷¥M ¸Ÿ Ÿ LC。 1oM:Ö Ö0Èý;ȳA;µ ·4;ÿ ?@F4; ·4Ÿ Ïms Ë|:TM911.3 ÓDS M ’:A RESEARCH PROGRESS OF ELECTROLYTE FOR Li-ION BATTERIES WU Meng , LUAN He-lin, YAO Wen (Beijing General Research Instituteof Miningand Metallurgy ,Beijing 100044,China) ABSTRACT:From the aspects of organic solvents,lithium salts and additives,research progressof the non-aque- ous organicelectrolyte for Li-ion batteriesis reviewed.On theorganicsolvents,carbonate is aprincipal electrolyte and its research lays stress on seeking of functional additives.The developing tendency of lithium salts is to en- large anion s radius and weaken the active force between ions,thus improving its solubility and thermostabili- ty.The selection of electrolyteis realized on the basis of adjusting solvent s physical parametersand compatibility between the solvents and lithium salts. KEYWORDS:Li-ion battery;Electrolyte;Organicsolvent;Functional additives;Solvent polarity là ° ù:2004-01-05 T€eº:ñ Í, « V。 1V1991 M ° Sony ³ 3Á¥Ö Ö0È ý  g[ Ÿ,Ö Ö0Èý?Z Esá Î。®¿ýT ÈâÚ(3.6V)、8l、É  ^、1 ? Ú、í:k r‹、íê ™,[#1bÈl、ÖÌ p
É©ªÄ,! sÈý¸ô “。 ŒÖ Ö0Èýڮџ ?„ÈM ¸Ÿ©Z ë ¯µ€ÉB„¿ ÿ。ƒZ ë¥ùî¡“, VȄȳA‹ Z ëÉ›¿ 。Vƒ Õoå Ÿ A,¿ ȳA÷Ü6、÷L æ。yN, ÓÖ Ö0ÈýȳA¥S =“ùîÉZÉ›9²。 ȳAT¹Ö Ö0Èý Ø1 Í­B, † Ø¥ Ê4ÈýòZ ëŸ ?¥4Ú “×1¥T¨。È ýϐ¨¥È³A ^µ ·4Ï ·µÈ³ÉÖ÷ ¥ Ö0˜8。µ ·4、ȳÉÖ÷„@F4 ^ Ö Ö0ÈýȳAùî¥ ØñZ ë。 1 锂离子电池有机溶剂的研究进展 1.1 þŸ• ”ȳA¥•Y Ö Ö0ÈýÏ P¨¥µ ·4[ŸdÉ0 ·4¹ö,¾ ·4‚ÐÖQ‹,¹ £Ö÷¥ ·³„ Ö0., ·4A¶µ@v¥Ÿ,Ÿ V®ºÈ È ” } V U,ƒt•Y ·4Ð ·É­W¥á ÈT¨。ô  T E Ö0- Ö0=-Z +1 Z-2 /(εr2) TÏ:Zi¹žµÈ€;ε¹ºÈÈ ”;r¹ Ö0 ·4 »13  »3 ù 2004 M9 € 8 M INING Ö
ĆþÈÄÐQ‹Ï, V†ss ³SO2 ,™î¥Li2SO3µ æ¿SEI ¥™î。Œ Í¡,ð0 ïA±ä/4³SEI ¥î  ƒ,PC +ES8“Ï, ¥ ( Ÿ‚z,ÈE9 Ê ·58· € 8 Ú〔14〕。1¿ð ; Ö
¥ P¨,µ€ÉB„ùî。 2 电解质锂盐的研究进展 Ö Ö0ÈýÏ P¨¥Ö÷Õ Ë“,[| Ö0 ‚]s Ë Vs¹í| Ö0Ö÷„µ| Ö0Ö÷  Ë。 í| Ö0Ö÷ö1 “LiClO4 、LiBF4 、 LiPF6 、LiAsF6 。LiClO4 ^BÕ † ¥8 F Æ—ð0,s³Èâ4 Ú0.1V〔20〕 。 VÖ÷¥?Z Ÿ A,| Ö0öå9v ^Bñ t ]。ªÄ¿öå9v,Öì ?hl,žµ Ö0WT ¨ ïh Ð,® Ö0o¹öVž[ No¹ö,µ^ ·³ `_;M‹1 pµ ·4¥³ ÖŸh Ð。N“, M¿  ñ ^^ ®a(ClO-4 、PF -6 )µ÷Ú¥ £×ç Ÿ。 ÂTv| Ö0ϵ È0v,È€s ÛŸz、 s³Èâ4Ú。 3 添加剂的研究 Èý P¨VñÏöCòÕÙ5, ÂÖÌ ? ï‚@、ÈÄÐ3 gVN©,¿É#› ÿȳA8“ V[Bçñ ³ %ƒtÙ5。ùî# 7?ò Ë ÿ ?@F4, V‚¿MȳAv8Fî、‚4Úî  ¥] H,¿ ÿŸ ?。 ùî¥ÿ ?@F4Õ Ë“, “í#µ @F4  Ë。 T¨í“¬¿MSEI ¥ÄÐF î,\É ¥™î;4ÚȳA¥È q;¿ ÿÈý ¥½ †Ÿ。 3.1 ¿MSEI ¥ÄÐFî,\É ™î¥@F4 îÌSEI  ^·Èý nQ bÈ H,ȳA ÈV ë? 3ÄÎðQ‹7™î¥BªÄ 。ª ¥SEI  ¸Ö Ö01®É,7 ·4s 0íEYV,E¸ ·4s0 ¬È¥ åÊ,4Ú Èý¥ÖÌr q„ V I ¸ 。 SEI  Fî “íÖ÷(Li2O 、Li2CO3 ©)„µÖ÷(ROCO2Li©)。_ȳAÏF Æî ð µù¿¿ ÿÈýŸ ?。Shin J S©〔21〕F Æ  Li2CO3 ,]ŠȳAs³î 8,i÷z¹™ îSEI ,]¸  ¬,4Úȝ。Btls0  8 ÂCO2 ž]“  rT〔22〕。SO2¥F Æ¿ ÿ ¥Fî,C Li2S#Li-O-SĆþ(Li2SO3 、 Li2S2O4 、Li2S2O5),¿ ÿ Èý¥ÖÌŸ ?,4Ú ¸ 〔23〕 。Ein-Eli Y〔11〕ùîJ¥iµù¿È  ™î×ç¥SEI ,yN‚ëš Ö
Ï,µJ¥ V†ÿ¨TȳA〔24〕。É7,ÛÓ â©〔25〕¡ ȳAÏF Ʊ ¥F¹E ˜»È ”;ri¹i Ö0¥ ·4Äöå。 Vn9v Ö0 : i、hl*# Ö0 ·4 Äöå, ( V4Úȝ q。PCÏF ÆDME(= JYš),®¿DMEµ † ? ï,Ö÷µ Ú¥³ Ö,] H†®8“*,h lLi+¥Stokesöå;’DMEc rž70 % H, V ·59·ñ Í,©:Ö Ö0ÈýȳA¥ùîÉZ ¤ ڥȝ q〔28〕 。 Btc‹¥ls0Ćþ, ÂNH3 ?ÐLi+ †þ, ?  v¹4ÚÖ÷¥ ·³, LC| Ö0¥µr s Ö#Ö Ö0Ð ·4s0¥s Ö〔30〕 。Bt ±Ä †þT¹| Ö0 s8,F ÆȳA 3î 6BÕÖ÷, ž£ùȳÉT¨,\ÉÖ÷ Ö³。 è  (C6F4)O2B(C6F5)LiF/DME8“Ïȝ q Vr 9.54 ×10-3S/cm,LiF/EC-DMC(1∶2)Ï Vr 4.79 ×10-3S/cm〔31〕 。 3.3 ¿ ÿÈý½ †Ÿ¥@F4 Ö Ö0Èý P¨¥VñÏ,®¿ P¨‚’(V  È)ÚÑÌâ/ P¨,ȳAÏ¥µþÉö — 、s³,Á 3 8,„ ÈýŸ ?/†, .À? 3 I。F Æ  @F4 ^¿ ÿÈý½ †Ÿ¥Bñ× 1ZE。LiI VT¹3VÖ Ö0Èý¥V È@F 4,ŒrT‚ ^“ üA〔32〕 。¸Á ‹ ´Ä†þ V[ ¨TÄÎðf è, ñ Ì¥ÄÎðÈÊ1.7 ～ 3.5V­W〔33〕 。BtYPBĆþBçÈ ]/, ? 3ÈÄÐ †,¹Èý4V È ¹。  ó7 Ï 5Ú¥žr HWž¿ç©,5ö/îÈÀ= H WüÉi O•Yžª ëžr¥ 5Ú。yN, 5Ú› R HW‚ ’ç¥9F|‚ æ¿Á ·S。 Âm î U, Û“› R HW‚ ’ç¥9F,  5Úžr H W¥ç©Ú†®,“d¥Á ·Sï/† t ]( ‚ ’ç®0.05  6ž0.3¥VñÏ,Á ·S† ® ÿ1%)。7Á Гd¥ † f ƒW¤M1, î[ Ú HW‚ ’ç9F¥ f ƒ/, † f ƒ9 F, 5Ú¥r q†®,Á ·S Ú HW‚ ’ç RND2V09Fž0.4¥VñÏ,Á ·S® 0.8792/†ž0.8746,†–¹0.5%。 4 结 论 _‡ùîA U,¿ç©¥žrWï eÅZà V[ z¹ £ 5Ú­W¥MºxØ, ûÚ @¥ ( Ÿ,›îÁ 9Ã, ^BÕ³ % †Ù5¥zZ E。¾E¿ç©,’ç©Ú†® H,“dŸ ?ö sžBçñ¥•Y。 • IÓD: 〔1〕fæô. ]? € 5Ú9 Ø1îØ“dØ ØE !9 [ J] .Á ‹ € ö,2002(9):36-38. 〔2〕f.Ð$[ M].Ø: b¿vÐñ ,1995. 〔3〕Dessureault S, Scoble M , Dunbar S.Intelligent production management in mining systems[ A].IPMM 99.Proceedings of the Second International Conference[ C] .Volume:1, 10- 15 July 1999:145-150. 〔4〕WhiteJ W, Zoschke L T.The Development of a computer- ized Truck Dispatching System[ J].Mining Magazine,1987, 157(6):558-562. 〔5〕u§,f,·Ó ë.¿ @ q„¥ ]? € 5Ú L H Ø ˜[ J] . €8,2004,13(2):77-80. 〔6〕çI ü,f üv, ü£Ï.‹¨MATLABy Ð_‡ [ M].Ø: SÐñ ,2001. ( ¤»60:) 〔21〕Shin J S, Han C H, Jung U H, et al.J.Power Sources, 2002, 109:47-52. 〔22〕Urbach D, Ein-Eli Y, Chusid O.J.Electrochem.Soc.1994, 141:603-610. 〔23〕Ein-Eli Y, Thomas S R, Koch V R.J.Electrochem.Soc. 1997, 144(4):1159-1165. 〔24〕Gu G Y, Bouvier S, Wu C,et al.Electrochim Acta, 2000, 45:3127-3139. 〔25〕ÛÓâ,øÖ ¨,£= ´,©.ȳA@F4Ö Ö0¹Èý ÖÌŸ ?¥•Y[ J] .È÷/ Œ,2001,25(2):91-93. 〔26〕Smart M C, Bugga R V .USP6492064, 2002-12-10. 〔27〕Sun X H, Lee H S, Yang X Q , et al.Electrochem Solid- State Lett.2003, 6(2):A43-A46. 〔28〕Matsudy Y,NakushimaH, Morita M , et al.J.Electrochem Soc.1981,128:2552-2556. 〔29〕Herlem G, Fahys B.Electrochim Acta, 1996, 41:2753- 2759. 〔30〕Wilkinson D P, Dahn J R.USP:5130211, 1992-07-14. 〔31〕Lee H S, Sun X, Yang X Q, et al.J.Electrochem Soc. 2002,149(11):A1460-A1465. 〔32〕Behl W K ,Chin D T.J.Electrochem Soc.1988,135:21- 25. 〔33〕Abraham K M , Pasyuariello D M .U .S.Pat:4857423, 1989-08-15. 〔34〕o æo,· Ü,£Å ,q. ó&¨TÖ Ö0Èý V ½ † ¹4¥ùî[ J] .ÈÄÐ, 2003, 9(1):23 - 28. 〔35〕Arai J, Katayama H, Akahoshi H.J.Electrochem Soc. 2002,149(2):A217-A226. 〔36〕Narang S C, Ventura S C, Dougherty B J, et al.USP: 5830600, 1998-03-31. 〔37〕Zhang S S, Xu K, Jow T R.J.Power Sources, 2003, 113: 166-176. ·71·ˆ 5,©: ]? € 5ÚØ¥žrWï eÅÐ ÛŸùî