在鋰離子電池中使(shi)用的少量(liang)(liang)非儲能(neng)材料，可以顯著地改善電池的某些性(xing)能(neng)，這(zhe)些少量(liang)(liang)物質(zhi)稱為添加劑。有(you)機(ji)電解液的添加劑具有(you)“用量(liang)(liang)少（一般(ban)體積比(bi)或質(zhi)量(liang)(liang)比(bi)不(bu)超過5%），見效快(kuai)”的突出特點，在不(bu)增(zeng)加電池成本的條(tiao)件下，能(neng)顯著改善鋰離(li)子(zi)電池的某些宏(hong)觀性(xing)能(neng)[]。添加劑一般(ban)應具有(you)以下特點：

（1）較少(shao)的用(yong)量即(ji)能改(gai)善電池的一種或幾種性能；

（2）對(dui)電池(chi)性能(neng)沒有(you)副作用，不(bu)與構成(cheng)電池(chi)的其它(ta)材(cai)料(liao)發生副反應(ying)；

（3）與有機(ji)電解液具有較好(hao)的相容性(xing)，最(zui)好(hao)能易溶(rong)于溶(rong)劑中；

（4）價(jia)格相對較低，沒有毒性或毒性較小；目前，鋰(li)離子電池電解液添加劑的(de)研(yan)究主(zhu)要集中在以下幾個方面(mian)：

（1）提高SEI膜的穩(wen)定性[7073）；

（2）改善電池的安(an)全性(xing)能(neng)[4-70；

（3）控制電解液中(zhong)的酸和水含量；

（4）提高電解液的導電性能[8-7到。

1、提高鋰離(li)子電池(chi)的SEI膜(mo)穩(wen)定性的添(tian)加劑

SEl（Solid Electrolyte Interface）膜，即固(gu)體電(dian)(dian)解質相界(jie)(jie)面(mian)(mian)膜，是(shi)(shi)在鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)負極表(biao)面(mian)(mian)所形(xing)成的一層(ceng)鈍化(hua)膜，把電(dian)(dian)解液與(yu)碳材料/鋰負極隔離(li)開。SEl膜是(shi)(shi)在鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)初始循環過程(cheng)中形(xing)成的。在一定(ding)電(dian)(dian)位(wei)下，在負極/電(dian)(dian)解液界(jie)(jie)面(mian)(mian)，有機(ji)溶(rong)劑(ji)分子、鋰鹽陰離(li)子、雜(za)質及添加劑(ji)發(fa)生還原分解形(xing)成不溶(rong)物質沉(chen)積(ji)在電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)(mian)。

成(cheng)膜添加(jia)劑(ji)(ji)分(fen)為有(you)機(ji)成(cheng)膜添加(jia)劑(ji)(ji)和無機(ji)成(cheng)膜添加(jia)劑(ji)(ji)。

有機成(cheng)膜添加(jia)劑(ji)包括亞(ya)硫(liu)酸酯添加(jia)劑(ji)、亞(ya)礬類添加(jia)劑(ji)和(he)磺(huang)酸酯添加(jia)劑(ji)。

常用(yong)的亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)酯添加(jia)劑有亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)乙烯(xi)酯（ES）、亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)丙烯(xi)酯（PS）、二甲基(ji)亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)酯（DMS）、二乙基(ji)亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)酯（DES）等18]。亞(ya)硫(liu)酸(suan)(suan)酯添加(jia)劑在(zai)炭負極表面還原分(fen)解(jie)形成(cheng)SEI膜的主要成(cheng)分(fen)是無機(ji)(ji)鹽(yan)LizS、LizSO；或(huo)LiuSO，和有機(ji)(ji)鹽(yan)ROSO2Lil81]。具(ju)體成(cheng)分(fen)還與電(dian)流密度(du)有關(guan)，在(zai)高電(dian)流密度(du)下，首先生成(cheng)無機(ji)(ji)鋰(li)鹽(yan)，

0.5V以下(xia)才出現有(you)(you)(you)機(ji)鋰(li)鹽(yan)成(cheng)分；在低(di)電流密度(du)下(xia)，1.5V便出現有(you)(you)(you)機(ji)鋰(li)鹽(yan)沉淀，之后不(bu)再有(you)(you)(you)無(wu)機(ji)鹽(yan)生成(cheng)。不(bu)同亞硫(liu)酸酯添加劑在炭負極界面的成(cheng)膜強度(du)大(da)小為ES>PS2DMS>DES。

亞佩(pei)類添加劑28包括二(er)甲(jia)(jia)亞碩（DMSO）、丁基(ji)(ji)亞堿、乙甲(jia)(jia)基(ji)(ji)亞堿（EMS）、環(huan)丙基(ji)(ji)亞佩(pei)（TriMS）、1-甲(jia)(jia)基(ji)(ji)環(huan)丙基(ji)(ji)亞佩(pei)（MTS）、乙基(ji)(ji)仲丁基(ji)(ji)亞礬（EsBS）、乙基(ji)(ji)異丁基(ji)(ji)亞礬（EiPS）及3，3，3-三氟丙甲(jia)(jia)基(ji)(ji)亞（FPMS）等。

2、提升鋰離子電池安(an)全性(xing)能(neng)的添加劑

安全性(xing)(xing)問題是鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)市場創新(xin)的(de)重(zhong)要(yao)前提(ti)，特別是在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)動汽車等(deng)領域的(de)應用對電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)安全性(xing)(xing)提(ti)出了更高、更新(xin)的(de)要(yao)求。鋰離子二次電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)過(guo)(guo)度(du)充放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)、短路(lu)和(he)大電(dian)(dian)(dian)(dian)流長時間(jian)工作的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)放(fang)出大量熱，這些熱量成為易燃(ran)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)的(de)安全隱患，可(ke)能(neng)造成災難性(xing)(xing)熱擊穿（熱逸潰）甚至(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)爆(bao)炸[8]。阻燃(ran)添加劑的(de)加入可(ke)以使易燃(ran)有機(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)變(bian)成難燃(ran)或(huo)不可(ke)燃(ran)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)，降低電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)放(fang)熱值和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)自(zi)熱率，同時也增加電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)自(zi)身的(de)熱穩定性(xing)(xing)，避免電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)過(guo)(guo)熱條件下(xia)的(de)燃(ran)燒或(huo)爆(bao)炸。

3、控制鋰離子(zi)電池電解(jie)液中(zhong)的酸和水含(han)量的添加劑

有機電(dian)(dian)解(jie)液中存在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)痕量水和(he)(he)(he)HF對(dui)(dui)性能(neng)優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)SEl膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)是(shi)有一定作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這些都可以從(cong)EC、PC等溶劑在電(dian)(dian)極(ji)界面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)中看出。但水和(he)(he)(he)酸(suan)（HF）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量過高，不僅(jin)會(hui)導(dao)致LiPF。的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)，而且會(hui)破壞SEI膜(mo)[8]。當AlbO3、MgO、Bao和(he)(he)(he)鋰(li)或鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳酸(suan)鹽(yan)等作(zuo)為添加劑加入到電(dian)(dian)解(jie)液中，它(ta)(ta)們將與電(dian)(dian)解(jie)液中微量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)HF發生反應(ying)，降低HF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量，阻(zu)止其(qi)對(dui)(dui)電(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破壞和(he)(he)(he)對(dui)(dui)LiPF6分解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化作(zuo)用，提高電(dian)(dian)解(jie)液的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性，從(cong)而改善電(dian)(dian)池性能(neng)。但這些物(wu)質(zhi)去除(chu)HF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度較慢，因(yin)此很難做到阻(zu)止HF對(dui)(dui)電(dian)(dian)池性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破壞。而一些酸(suan)酐類(lei)化合(he)物(wu)雖然能(neng)較快地去除(chu)HF，但會(hui)同時產(chan)生破壞電(dian)(dian)池性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)它(ta)(ta)酸(suan)性物(wu)質(zhi)。烷(wan)烴二亞胺類(lei)化合(he)物(wu)能(neng)通過分子(zi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫原子(zi)與水分子(zi)形(xing)成(cheng)(cheng)較弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫鍵，從(cong)而阻(zu)止水與LiPF。反應(ying)產(chan)生HF。

4、導電添加劑

電(dian)解(jie)液(ye)(ye)的(de)高電(dian)導率是減小Lit的(de)遷移阻力(li)、提高電(dian)池(chi)倍率充放電(dian)性能的(de)重要保證。導電(dian)添加劑(ji)的(de)作(zuo)用是添加劑(ji)分(fen)子(zi)與電(dian)解(jie)質離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)發生配(pei)位反應，促進鋰鹽的(de)溶(rong)解(jie)和(he)電(dian)離(li)(li)(li)(li)(li)，減小溶(rong)劑(ji)化鋰離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)溶(rong)劑(ji)化半徑，防止溶(rong)劑(ji)共插對電(dian)極(ji)的(de)破壞。按其在電(dian)解(jie)液(ye)(ye)中與電(dian)解(jie)質離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)的(de)作(zuo)用情況可分(fen)為與陽(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)作(zuo)用型（陽(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)配(pei)體）、與陰離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)作(zuo)用型（陰離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)配(pei)體）和(he)與電(dian)解(jie)質離(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)作(zuo)用型（中性配(pei)體yl。

5、改善(shan)低溫(wen)性(xing)能(neng)的添加(jia)劑

低溫性能為拓寬鋰離子電池使用范圍的重要因素之一，也是目前航天技術中必須具備的。N，N-二甲基三氟乙酰胺的黏度低（1.09mPa-s，25℃）、沸點（135℃）和閃點（72℃）高，在石墨表面有較好的成膜能力，對正極也有較好的氧化穩定性，組裝的電池在低溫下具有優良的循環性能，具備這些性能的被叫做低溫電池。有機硼化物、含氟碳酸(suan)酯也有利(li)于電池低(di)溫性能的提高。

6、多功能添加劑

同時具有兩種(zhong)以上功能的(de)添(tian)加劑稱為多功能添(tian)加劑。多功能添(tian)加劑是(shi)鋰離子(zi)電(dian)池的(de)理想(xiang)添(tian)加劑，它們可以從(cong)多方面改善(shan)電(dian)解液的(de)性能，對提高鋰離子(zi)電(dian)池的(de)整體(ti)電(dian)化學(xue)性能具有突出作用，正在成為未來添(tian)加劑研(yan)究和開發的(de)主攻方向。

實際上，現有(you)(you)的某些添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)本身就是多(duo)(duo)功能(neng)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)。如12-冠(guan)-4醚(mi)/8]加(jia)(jia)入PC溶(rong)劑(ji)(ji)后(hou)，在提高Li自身導電(dian)性的同時(shi)(shi)，利(li)用(yong)(yong)冠(guan)狀配(pei)體在電(dian)極表(biao)面(mian)的親(qin)電(dian)作用(yong)(yong)使(shi)得(de)Li在電(dian)極界(jie)面(mian)與(yu)溶(rong)劑(ji)(ji)分子(zi)(zi)反(fan)應的可(ke)能(neng)性大大降低，冠(guan)醚(mi)對Li的優先溶(rong)劑(ji)(ji)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)抑制了(le)PC分子(zi)(zi)共插，電(dian)解(jie)界(jie)面(mian)SEI膜得(de)到(dao)優化(hua)(hua)，減少了(le)電(dian)極首次不可(ke)逆容量損失。此(ci)外，氟(fu)化(hua)(hua)有(you)(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)(ji)、鹵代磷酸(suan)酯如BTE和TTFP等加(jia)(jia)入電(dian)解(jie)液(ye)(ye)后(hou)，不僅有(you)(you)助(zhu)于形成優良的SEl膜，同時(shi)(shi)對電(dian)解(jie)液(ye)(ye)具有(you)(you)一定的甚(shen)至明顯的阻燃作用(yong)(yong)，改善了(le)電(dian)池多(duo)(duo)方(fang)面(mian)性能(neng)。