Lítið magn af geymsluefnum sem ekki eru orkugjafar sem notuð eru í litíumjónarafhlöður geta bætt verulega ákveðna frammistöðu rafhlöðunnar og þessi litlu magn kallast aukaefni. Lífrænu raflausnaraukefnin hafa framúrskarandi eiginleika" lágan skammt (venjulega minna en 5% miðað við rúmmál eða massahlutfall) og skjót áhrif" ;, sem geta verulega bætt suma smásjáareiginleika litíumjónarafhlöðu án þess að auka kostnað við rafhlaðan []. Aukefni ættu almennt að hafa eftirfarandi einkenni:
(1) Hægt er að bæta eina eða fleiri afköst rafhlöðunnar með minni notkun;
(2) Það hefur engar aukaverkanir á afköst rafhlöðunnar og veldur ekki aukaverkunum við önnur efni sem mynda rafhlöðuna;
(3) Það hefur gott eindrægni með lífrænum raflausn og best er að vera auðveldlega leysanlegt í leysi;
(4) Verðið er tiltölulega lágt, engin eituráhrif eða lítil eituráhrif; um þessar mundir beinast rannsóknir á raflausnum aukefnum í litíum rafhlöðu aðallega á eftirfarandi þætti:
(1) Bæta stöðugleika SEI filmu [7073);
(2) Bættu öryggisafköst rafhlöðunnar [4-70;
(3) Stjórna sýrustiginu og vatnsinnihaldi í raflausninni;
(4) Bæta leiðni raflausnarinnar [8-7 til.
1. Aukefni til að bæta stöðugleika SEI filmunnar af litíumjónarafhlöðum
SEl (Solid Electrolyte Interface) kvikmyndin, það er solid raflausnarfasa viðmótsfilman, er passivation kvikmynd sem myndast á yfirborði neikvæðu rafskauts litíumjónarafhlöðunnar til að einangra raflausnina frá kolefnisefninu / litíum neikvæða rafskautinu. SEl filman er mynduð við upphafshjólreiðar litíumjónarafhlöðunnar. Undir ákveðnum möguleikum, við neikvæða rafskaut / raflausnarmót, fara lífrænar leysisameindir, litíumsaltjón, óhreinindi og aukefni í niðurleiðandi niðurbrot til að mynda óleysanleg efni og leggjast á yfirborð rafskautsins.
Aukaefni, sem mynda kvikmyndir, er skipt í lífrænar aukefni í myndun kvikmynda og ólífræn aukefni, sem mynda efni.
Lífræn filmumyndandi aukefni fela í sér súlfít aukefni, undirálm aukefni og súlfónat aukefni.
Algengt er að nota súlfít aukefni eru vínýlsúlfít (ES), própýlensúlfít (PS), dímetýlsúlfít (DMS), díetýlsúlfít (DES) osfrv. 18]. Helstu þættir SEI filmunnar sem myndast við minnkun og niðurbrot súlfít aukefna á yfirborði kolefnis neikvæða rafskautsins eru ólífræn sölt LizS, LizSO; eða LiuSO, og lífræn sölt ROSO2Lil81]. Sértæka samsetningin tengist einnig núverandi þéttleika. Við mikla núverandi þéttleika myndast fyrst ólífrænt litíumsalt.
Lífræni litíumsaltþátturinn birtist aðeins undir 0,5V; við lágan straumþéttleika, fellur lífræna litíumsaltið út við 1,5V, og þá myndast ekkert ólífrænt salt. Filmustyrkur mismunandi súlfít aukefna við tengi kolefnisskauts er ES> PS2DMS> DES.
Efnisaukefni 28 fela í sér dímetýlsúlfatsúlfat (DMSO), bútýlsósín, etýlmetýlsósín (EMS), sýklóprópýlsúlfatsúlfats (TriMS), 1-metýlsýklóprópýlsúlfats (MTS), Etýlsek-bútýlsúlfít (EsBS), etýlísóbútýlsúlfít (EiPS) og 3,3,3-tríflúorprópýlmetýlsúlfít (FPMS) osfrv.
2. Aukefni til að bæta öryggisafköst litíum-rafhlöður
Öryggismál eru mikilvæg forsenda nýsköpunar á litíumjónarafmörkuðum, sérstaklega forrit í rafknúnum ökutækjum og öðrum sviðum sem settar eru fram hærri og nýrri kröfur um öryggi rafgeyma. Litíumjónar rafhlöður gefa frá sér mikinn hita þegar þær eru ofhlaðnar og tæmdar, skammhlaup og vinna lengi með stórum straumum. Þessi hiti verður öryggishætta fyrir eldfimar raflausnir, sem geta valdið hörmulegu hitauppstreymi (hitabruna) eða jafnvel rafhlöðusprengingu [8]. Að bæta við eldvarnarefni íblöndunarefnum getur breytt eldfimu lífrænu raflausninni í óeldfiman eða eldfiman raflausn, dregið úr hitaútgáfu rafgeymis' raflausnin sjálf til að koma í veg fyrir að rafhlaðan ofhitni. Brennandi eða sprenging undir.
3. Aukefni til að stjórna sýru- og vatnsinnihaldi í raflausninni á litíumjónarafhlöðum
Snefilmagn vatns og HF í lífræna raflausninni hefur ákveðin áhrif á myndun hinnar ágætu SEl filmu, sem sést á viðbrögðum leysa eins og EC og PC við rafskautsviðmótið. En of hátt innihald vatns og sýru (HF) mun ekki aðeins leiða til LiPF. Niðurbrot, og mun eyðileggja SEI kvikmyndina [8]. Þegar AlbO3, MgO, Bao og litíum eða kalsíumkarbónötum er bætt við sem aukefni í raflausnina, munu þau bregðast við með litlu magni af HF í raflausninni, draga úr HF innihaldi og koma í veg fyrir skemmdir á rafskautinu og niðurbrot LiPF6 hvata raflausnarinnar bætir stöðugleika raflausnarinnar og bætir þar með afköst rafhlöðunnar. Hins vegar eru þessi efni hægt að fjarlægja HF, svo það er erfitt að koma í veg fyrir að HF skaði afköst rafhlöðunnar. Þrátt fyrir að sum sýruanhýdríðsambönd geti fljótt fjarlægt HF munu þau einnig framleiða önnur súr efni sem skemma rafhlöðunnar. Alkanídímin efnasambönd geta myndað veik vetnistengi við vatnssameindir í gegnum vetnisatóm í sameindinni og þannig komið í veg fyrir vatn og LiPF. Viðbrögðin framleiða HF.
4. Leiðandi aukefni
Mikil leiðni raflausnarinnar er mikilvæg trygging fyrir því að draga úr flæðiþol Lit og bæta hleðslu- og útskriftargetu rafhlöðunnar. Hlutverk leiðandi aukefnisins er að íblöndunar sameindin og raflausn jónin gangast undir samhæfingarviðbrögð til að stuðla að upplausn og jónun litíumsaltsins, draga úr leysi radíus leysaða litíumjónsins og koma í veg fyrir að sameining leysisins leysi skaða rafskaut. Samkvæmt samspili þess við raflausnarjónir í raflausninni má skipta því í víxlverkunartegund (katjónbönd), anjón víxlverkunargerð (anion ligand) og raflausn jón víxlverkunar gerð (hlutlaust ligand yl).
5. Aukefni til að bæta árangur við lágan hita
Árangur við lágan hita er einn mikilvægi þátturinn í því að breikka notkunarsvið litíumjónarafhlöðu og það er einnig nauðsynlegt í núverandi loftrýmis tækni. N, N-dímetýltríflúoróacetamíð hefur lága seigju (1,09mPa-s, 25 high), hátt suðumark (135 ℃) og flasspunkt (72 ℃). Það hefur góða filmumyndunargetu á yfirborði grafíts. Jákvæða rafskautið hefur einnig góða oxunarstöðugleika og samsett rafhlaðan hefur framúrskarandi hringrásarafköst við lágan hita. Lífræn boríð og karbónöt sem innihalda flúor eru einnig til þess fallin að bæta árangur rafhlöðunnar við lágan hita.
6. Multifunctional aukefni
Aukefni sem hafa tvær eða fleiri aðgerðir samtímis kallast fjölnota aukefni. Multifunctional aukefni eru tilvalin aukefni fyrir litíumjónarafhlöður. Þeir geta bætt frammistöðu raflausna á margan hátt og gegnt áberandi hlutverki við að bæta heildar rafefnafræðilegan árangur litíumjónarafhlöðu. Þau eru að verða megin stefna í rannsóknum og þróun aukefna í framtíðinni.
Reyndar eru sum aukefni sem fyrir eru sjálf fjölnota aukefni. Svo sem eins og 12-kóróna-4 eter / 8] Eftir að PC leysi hefur verið bætt við, meðan leiðni Li sjálfs er bætt, rafeindavirkni kórónbandsins á rafskautsyfirborðið gerir það að verkum að Li bregst við leysi sameindir við rafskautsviðmótið . Ívilnandi lausnaráhrif kóróna eters á Li hamla sameiningu PC sameinda og SEI himna rafgreiningarviðmótsins er bjartsýni sem dregur úr fyrsta óafturkræfa afkastagetu rafskautsins. Að auki hjálpa flúorísk lífrænum leysum, halógenuðum fosfötestrum eins og BTE og TTFP osfrv., Sem bætt er við raflausnina, ekki aðeins við að mynda framúrskarandi SEl filmu, heldur hafa þau einnig ákveðin eða jafnvel augljós logavarnaráhrif á raflausnina, sem bætir marga þætti rafhlöðunnar. frammistaða.
