锂离子电池电解液研讨进展
锂离子电池的功能和安稳性方面，电解液一向居于中心方位。现在电池界对新式锂盐和溶剂进行继续深化地研讨，提出了许多改进电池功能和安全性的办法，而添加剂却可以补偿电解液在某些方面的缺乏，特别是正极和负极外表上保护膜（SEI膜）的构成，现已取得了许多效果。电解液需求与电池系统的特色相适应，因而电解液配方的规划和研讨有必要环绕不同的电池系统打开。
电解液的热安稳性
现在惯例的电解液系统一般包含有机溶剂和锂盐，EC、DMC、EMC、DEC、PC为几种常见的有机溶剂，锂盐是LiPF6[1]。有研讨标明[2]，电解液中的EMC和H2O降低了1M LiPF6电解液的热安稳性。其间，EMC分化为DEC和DMC，而DEC和DMC又与LiPF6的分化产品PF5发作系列杂乱的有机化学反响，开释很多的热与气体。阐明EMC在使用于高温条件下的电池，或许对电池热安全性要求较高的环境时，需求尽可能削减电解液中EMC的含量。
胡传跃等[2]研讨了水分对电解液热安稳性的影响规则，发现其间水质量分数为5.85×10-3的电解液放热峰在257℃处，反响开端温度为240℃；而水质量分数为8×10-6 的电解液放热峰在272℃处，反响开端温度为255℃。纯LiPF6与1mol·L-1 LiPF6 EC-DMC-EMC电解液的DSC曲线如图1所示。其间图2(a)所示为LiPF6在100～350 ℃时的DSC曲线。可见，DSC曲线在195℃左右呈现第1个较弱的吸热峰，该峰为LiPF6的熔解峰，是可逆的；自250℃左右开端呈现第2个吸热峰，标明LiPF6自250℃开端热分化。可见，纯LiPF6直到250℃仍是热安稳的。
从上面的实验成果可以看出，电解液自身的热安稳性一起受水分等质子溶剂和溶剂分子的热安稳性影响。惯例锂离子电池有机电解液自身的热安稳性并不差，关键是在实在电池中，电解液与充放电态的正极、负极发作相互效果，这才是锂离子电池安全性的底子地点。
处于充电态的锂离子电池正极资料，如LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4，不安稳并发作分化，高温下开释出氧气[3,4,5]。放出的氧气与电解液中的有机溶剂（如EC、DEC、PC、DMC、EMC等）发作反响，发作热量。在必定的电压效果下，溶剂及电解液自身也可能会发作反响，放出很多的热，导致安全性问题。
因为电解液的低熔点，所以难以丈量其热安稳性。研讨人员[5,6,7,8]经过差热扫描量热仪（DSC）对密封容器中一些锂离子电池混合溶剂电解液的热安稳性进行了研讨。研讨了参加水的量和金属锂的量对上述电解液热安稳性的影响。含有DEC的LiPF6电解液的放热峰呈现在255℃，比含有DMC的电解液低15～20℃，DMC比DEC具有更高的反响活性。因为固体电解质（SEI）遭到损坏，1M LiPF6/EC+DEC、1M LiPF6/EC+DMC以及1M LiPF6/PC+DMC同金属锂间的放热反响开端于金属锂的熔点。此温度大约是180℃，但是之前却会发作1M LiPF6/PC+DEC的自加热反响。自放热反响的温度开端于140℃。当把水参加到上述含有金属锂的电解液中时，上述放热反响的开端温度小于130℃，原因很可能是HF导致SEI膜结构的陷落，而HF是LiPF6与水的反响产品。
电极与电解液界面反响
正极资料LiCoO2在惯例电解液中高温条件下的存在不安稳性[7]，这极大地约束了其在大容量电池中的使用。
正极资料的电化学功能激烈地取决于电解液中的外表化学以及外表膜的构成。与负极类似，许多锂离子电池的正极资料可以以为是SEI电极[9]。LixMOy与含有碳酸酯溶剂和锂盐的电解液之间存在许多反响，包含LixMOy与痕量HF之间发作的不可逆的酸碱反响，过度金属氧化物中的O2-对具有亲电子性质的溶剂分子建议的亲核进犯反响，在电极外表发作的环状烷基碳酸酯聚合构成聚碳酸酯的聚合反响，以及与电解液组成间发作的氧化复原反响，过渡金属离子向电解液中的溶出反响。上述涉及到界面反响和组成可表示如下：
一切正极资料外表均含有—LiF、ROCO2Li、ROCO2M、ROLi、MCO3、Li2CO3,MF2(M=过渡金属)、聚碳酸酯[9]；Li[Mn,Ni]O4→λ-MnO2；LiCoO2→Co3O4；LixMnO2 (层状资料)→外表的尖晶石LiMn2O4。Doron Aurbach[10]等以为损害正极功能的物质主要是显酸性的电解液，而这是以LiPF6为电解质电解液的必然成果。当电解液的酸度较低而且正极活性物质与电解液体积比值较大时，LiCoO2电极即便在高于60℃时仍能较好地循环。而当电解液被水污染，酸度较高时，LiCoO2电极的功能显着恶化。
高温电解液
在高温条件下，PF6-阴离子与溶剂之间，以及一切电解液组成与正极资料之间存在着显着的氧化复原反响。关于高温条件下电池容量恶化的机理，Doron Aurbach以为[11]PF6-及其产品PF5与溶剂分子生成HF，而HF会与负极外表上固体电解质膜（SEI膜）中的主要成分ROLi、ROCO2Li、Li2O和LiOH发作反响，生成LiF并在负极外表发作堆积。含有LiF的SEI膜会严峻阻止Li离子的搬迁，富集程度越高，影响程度越大。一起发作的高阻抗物质会使石墨颗粒之间绝缘阻隔，跟着高温条件下不断充放电，电极界面阻抗以及活性物质与导电物质间的绝缘阻隔，不断导致负极功能恶化，最终导致锂离子电池容量太低而失效。
Doron Aurbach发现[12]，惯例电解液中参加有机硅化合物，可以显着改进电池的高温功能，而没有参加此种添加剂的惯例电解液的高温功能就十分差。他们以为机硅化合物R4Si会与电解液中的HF和H2O发作反响，防止他们与SEI膜发作损害负极功能的副反响，然后改进了电池的高温功能，如图2。
尖晶石LiMn2O4锂离子电池高温功能欠安的原因在于尖晶石的结构特色以及来源于电解液的小分子HF及H2O对其的腐蚀。关于高温电解液的热安稳性问题，胡传跃等人[2]以为高…………
