宽温域、高电压、安全无EC电解液研究进展
刘志浩, 杜童, 李瑞瑞, 邓涛

Developments of wide temperature range, high voltage and safe EC-free electrolytes
Zhihao LIU, Tong DU, Ruirui LI, Tao DENG
表1 不同的无EC电解液配方和特性
Table 1 Different EC-free electrolyte formulations and properties
正极|负极电解液性能机理参考文献
石墨/金属锂3.2 mol/dm3 LiTFSA/DMSO 1∶2抑制了溶剂插层效应,放电容量达300 mAh/g调节溶剂化结构[26]
NCM111|石墨1 mol/L LiPF6 in MP∶VC (95∶5,质量比)提高离子电导率和低温性能。在-14 ℃下,以5 C的放电倍率循环20次,仍可保持约220 MWh的容量低黏度、低熔点溶剂形成SEI膜[131]
NCM442|石墨1 mol/L LiPF6 in EMC:FEC (95∶5,质量比)在不同含量的添加剂中具有最佳的循环性能和最小的阻抗增长找到能够有效钝化石墨负极的最佳添加剂的含量[90]
NCM111|石墨1 mol/L LiFSI in ADN:DMC 1∶1在20 ℃时达到5.8 ms/cm的电导率使用线性溶剂来提高离子传导性[88]
NCM442|石墨1 mol/L LiPF6 in EMC+2% SA改善60 ℃下的储存和循环性能,限制气体释放CEI膜的形成抑制了界面上的副反应[47]
LiCoO2|石墨1.5 mol/dm3 LiFSI in SL提高循环性能和高温稳定性LiFSI和SL的热稳定性优于传统电解液[68]
NMC442|石墨1 mol/L LiPF6 in DEC/FEC (1∶1,质量比)在500次循环后,与使用EC-DEC-FEC(45∶45∶10质量比)的电池相比,使用碳酸二乙酯(DEC)-FEC(1∶1质量比)的电池容量保持率增加了88%调节反应途径以减少不利于锂迁移的聚烯烃的生成[59]
NCM532|石墨1 mol/L LiPF6 in EMC∶FEC (95∶5,质量比)线性碳酸盐,如EMC和DMC比环状碳酸盐EC具有更高的氧化稳定性。机理待解析[130]
LiNi0.94Co0.06O2|石墨1.0 mol/L LiFSI-0.5 mol/L LiPF6/EMC+3% VC抑制自产热,提高热稳定性添加适当浓度的添加剂以提高导电性[84]
LiCoO2|石墨1.0 mol/L LiDFOB ADN/DMC (1∶1,质量比)+2% FEC降低界面阻抗,提高负极稳定性形成富含LiF的高氧化稳定性的SEI膜[50]
LCO|石墨LiFSI/MA/FE(1∶1.5∶2,摩尔比)在-50 ℃时可提供76%的室温容量使用低熔点、低黏度的溶剂[19]
NMA90|石墨1.5 mol/L LiPF6 in EMC with FEC/TDI(20∶1,质量比)具有高离子传导性、低界面阻抗和良好钝化能力的CEI膜溶剂与添加剂协同工作[92]
NCM532|石墨1.0 mol/L LiPF6 in EMC with 1% LiDFP电解液抑制过渡金属的溶解,改善高压电性能降解的LiPF6有效地捕获了溶解的过渡金属,并抑制了有害串扰的影响[105]
NCM811|石墨0.6 mol/L LiBF4 and 0.6 mol/L LiDFOB in DEC/FEC, 2∶1, 体积比)将电池热失控(TR)的触发温度提高31.1 ℃,热失控最高温度降低76.1 ℃清除了易燃的EC成分,抑制了电解液分解等副反应[22]
NMC811|石墨0.8 mol/L LiFSI-0.1 mol/L LiTFSI-0.6 mol/L LiPF6 in EMC在4.5 V的条件下,经过200次循环,保持大约82.1%的容量形成稳定CEI膜,在高工作电位下有效稳定NMC811界面[27]
NMC811|石墨1.0 mol/L LiPF6 in PC/NMP/DMC (2∶1∶3,体积比)提高PC和石墨负极的兼容性将NMP溶剂分子引入Li+的溶解层,从而降低溶剂化结构中PC的浓度[118]
NMC811|石墨1.0 mol/L LiPF6-0.2 mol/L LiDFOB in FEC/ EMC/TFA (1∶3∶1,体积比)在4.6 V电压下具有卓越的循环性(在200次循环中保持81.4%,0.5 C)和倍率性能(5 C时放电容量为154.5 mAh/g)不同溶剂和锂盐的协同分解[21]
NMC811|石墨1.0 mol/L LiPF6-0.02 mol/L LiDFOB in FEC/HFE/FEMC (2∶2∶6,体积比)与传统电解液相比,热失控的触发温度提高了12.5 ℃,热失控的最高温度降低了41.2 ℃在正极表面形成了一个密集而均匀的含有F和B无机化合物的界面膜[24]
NMC622|石墨1.0 mol/L LiPF6 in PC/TFA (3∶7,体积比)+2% FEC与传统电解液相比,这种电解液的热释放量减少到745.2 J/g,显示出良好的热稳定性用含氟的电解液去除自由基[66]
LNMO|石墨1.0 mol/L LiPF6 in FEC/F-EMC/ F-EPE(3∶5∶2体积比)在55 ℃下循环250次后,CE约为99.5%,容量保持率为50%通过加入含氟电解液抑制电解液高温条件下分解[50]
NMC442|石墨1.5 mol/L LiPF6 in EMC +2% VC+1% TTSPi有效地减缓气体的产生,减少容量衰减,降低阻抗,改善循环性能寻找最佳的盐浓度[65]
NMC811|石墨1.0 mol/L LiFSI /FEC∶TEP∶BTFE(10∶20∶70,体积比)将热失控的触发温度提高47.3 ℃,将热失控的最高温度降低71.8 ℃在电极和电解液界面之间形成无机 界面膜[101]
NMC811|石墨1.4 mol/L LiFSI in DMC/VC/TTE (2∶0.2∶3,摩尔比)在60 ℃的条件下,容量仍然可以保持50次循环,而且减缓界面阻抗和溶液阻抗的增加在正负电极上形成一层薄而稳定的无机界面膜[74]
NMC811|石墨1 mol/L LiFSI in PC/FB (1∶5,摩尔比)抑制了由PC和Li+共嵌入引起的石墨剥落,并实现了宽温度工作范围(-90~90 ℃)FB削弱了Li+和PC之间的相互作用,并在负极表面形成了一层SEI保护膜[117]
NMC811|石墨2 mol/L LiFSI:EMC:TTE (2∶3.3∶3.3,摩尔比)在-40 ℃时保持78%的室温容量削弱了溶剂分子和Li+之间的离子 偶极作用[120]
NMC811|石墨

1 mol/L LiPF6 in FEC/AN

(7∶3,体积比)

使得811|Gr体系电池可以在8 C条件下运行,容量保持率是使用EC基电解液的3倍采用了一种溶剂辅助的跳跃机制来减少Li+的解溶障碍[122]
Li2CoPO4F|石墨5.4 mol/L LiBF4 in PC/FEC (1∶1,摩尔比)在4.8 V电压下循环600次后容量保持率约为70%利用高浓度的电解液调节溶剂结构[78]