最好的鋰電解液是哪種?
理(li)解(jie)(jie)鋰(li)(li)(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)在DN基電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)中(zhong)(LiAsF6-DN/TBA)的(de)(de)(de)優異(yi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)對改進商品(pin)(pin)化鋰(li)(li)(li)(li)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)是非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)(de)(de)。這是因(yin)為(wei)它(ta)是到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止文獻中(zhong)報道的(de)(de)(de)金屬鋰(li)(li)(li)(li)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池最優的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)體系,它(ta)有可(ke)能(neng)(neng)在商品(pin)(pin)化鋰(li)(li)(li)(li)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池中(zhong)得到(dao)應(ying)用。在DN基電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)中(zhong),鋰(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)循(xun)環效率非(fei)常(chang)高,鋰(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積形態也非(fei)常(chang)光滑,這主(zhu)要(yao)是由于(yu)鋰(li)(li)(li)(li)在DN基電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)中(zhong),其表面的(de)(de)(de)I膜主(zhu)要(yao)由一(yi)些離(li)子組分如HCOOLi、CH3CH20CH20Li(DN還(huan)(huan)原產物(wu))、LiF和LixAsFy(鋰(li)(li)(li)(li)鹽還(huan)(huan)原產物(wu))以及(ji)DN的(de)(de)(de)低聚物(wu)(DN還(huan)(huan)原產物(wu))組成。DN的(de)(de)(de)低聚物(wu)不溶(rong)(rong)于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye),而(er)且由于(yu)它(ta)們含有0Li+邊基團(Edge groups)而(er)粘結在鋰(li)(li)(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面上,由于(yu)在這一(yi)溶(rong)(rong)劑中(zhong)鋰(li)(li)(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)SEI膜含有這一(yi)彈(dan)性(xing)(xing)組分,而(er)使鋰(li)(li)(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面EI膜非(fei)常(chang)柔韌。因(yin)此鋰(li)(li)(li)(li)在這一(yi)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)體系中(zhong)沉(chen)(chen)積或溶(rong)(rong)解(jie)(jie)時(shi),能(neng)(neng)更好(hao)地適應(ying)金屬鋰(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)體積變化,所以能(neng)(neng)夠為(wei)鋰(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)積提供更好(hao)的(de)(de)(de)鈍化。


充放電電流密度對鋰(li)(li)電極性能的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)及容量衰減機制鋰(li)(li)電極表(biao)面(mian)總是(shi)(shi)(shi)覆蓋著(zhu)一(yi)層由(you)Li20-LiOH組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)始(shi)膜,當它(ta)浸沒在(zai)DW基電解液(ye)中時(shi),它(ta)們仍然具有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性。當它(ta)以較低(di)的(de)(de)(de)(de)速(su)率放電時(shi),這層原(yuan)始(shi)膜并(bing)不是(shi)(shi)(shi)很(hen)快的(de)(de)(de)(de)發生(sheng)變化,而是(shi)(shi)(shi)保持著(zhu)部分的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性。隨后,由(you)于只(zhi)有(you)部分的(de)(de)(de)(de)鋰(li)(li)表(biao)面(mian)與電解液(ye)的(de)(de)(de)(de)組(zu)分發生(sheng)反應,而另一(yi)部分仍然保持著(zhu)原(yuan)有(you)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)化合物(wu),導(dao)致(zhi)鋰(li)(li)電極的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)變得(de)非(fei)常不均勻(yun)。因此(ci)在(zai)上述情況(kuang)下,鋰(li)(li)電極的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)是(shi)(shi)(shi)不均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)和馬(ma)賽克狀的(de)(de)(de)(de),從而導(dao)致(zhi)鋰(li)(li)沉(chen)積過程的(de)(de)(de)(de)不均勻(yun)性,也就產生(sheng)了枝晶,鋰(li)(li)被腐蝕的(de)(de)(de)(de)速(su)度加快,這樣整個電池的(de)(de)(de)(de)性能,從循環壽命的(de)(de)(de)(de)角度來說,就變得(de)很(hen)差(cha)。
當這些鋰電池體系以較高的速率放電時(shi),覆(fu)蓋在原(yuan)始(shi)表(biao)面膜下面的鋰(li)會很(hen)(hen)快被(bei)耗竭,因此這些表(biao)面就會變得非常(chang)不(bu)穩定,很(hen)(hen)快被(bei)由溶劑還(huan)原(yuan)產物組成的SEI膜所取(qu)代,這樣(yang)鋰(li)的沉(chen)積(ji)過程就可能(neng)非常(chang)均勻,鋰(li)的沉(chen)積(ji)形態也比較光滑。
雖然在(zai)DN基電(dian)解液(ye)中(zhong),鋰(li)電(dian)極表面的(de)鈍化非常有效,但是要(yao)得(de)到完全致密均一、一點(dian)缺(que)陷(xian)都沒有的(de)SEI膜幾乎(hu)是不可能的(de)。因(yin)此在(zai)充放電(dian)過程中(zhong),鋰(li)電(dian)極與電(dian)解液(ye)之間不可避免地存在(zai)一些小規模(mo)反(fan)應,循(xun)環過程中(zhong)電(dian)解液(ye)與鋰(li)的(de)不斷(duan)反(fan)應,消耗掉電(dian)池中(zhong)有限(xian)的(de)鋰(li)和電(dian)解液(ye)是限(xian)制電(dian)池循(xun)環壽(shou)命(ming)的(de)重要(yao)原因(yin),它最終導致了電(dian)池的(de)破壞。





