鋰離子電池電解液添加劑綜述-​Additives for Insertion/deinsertion-type Anodes

    鋰離子電池電解液主要有鋰鹽、溶劑、和添加劑三個部分組成，本篇文章的主要介紹幾種電解液添加劑，希望可以在實際應用有一定幫助，電解液的添加劑就像炒菜要用到的調料一樣，用量少，但是能起到很關鍵的作用。電芯用途或材料體系不同添加劑的配方也就不同。

    本片文章主要以英文文獻為基礎，文獻下方做中文總結的方式呈現。

解讀：一款好的電解液應該具有寬的電化學穩定窗口，否則電解液會在循環過程中發生反應。下圖為不同陰極材料的電位與容量圖：

電解液添加劑for石墨類負極：

解讀：VC & FEC是石墨類電解液最成功的成膜添加劑，VC-碳酸乙烯脂，FEC-氟代碳酸乙烯酯，化學結構式如下：

解讀：VC可以在負極成膜，但是同時也會影響電池的內阻，且負極內阻大小與VC添加的濃度成正比，正極內阻隨VC濃度增加，先減小再增加。

解讀：高電壓體系（LiNi0.5Mn1.5O4 (4.4V的無鈷材料) ）會使VC在正極氧化，實驗數據表明VC控制一定的濃度範圍（實驗室數據為0.09% wt%）可以使VC只負極還原，不在正極氧化，VC在正極氧化與負極還原是競爭關係。

解讀：溶劑PC有很多優點，但是問題在於會與Li離子嵌入石墨層中，破壞負極材料的結構穩定性，ES等添加劑可以在PC嵌入石墨層之前發生成膜反應，阻止PC嵌入，ES化學結構式：

ES和VC添加劑有協同作用（相互支持），文獻數據EC和PC按一定比例添加，成膜反應更容易。

三元材料高溫循環過程存在Mn離子溶出的問題，錳離子由陰極溶出後來到陽極，嵌入SEI膜中，導致鋰離子不能順利嵌入石墨層中，DPDS添加劑可以有效控制錳離子溶出的問題，DPDS的氧化還原產物在CEI中可以有效控制錳離子溶出，在SEI中可以控制錳離子的嵌入，DPDS添加劑的化學方程式：

電解液添加劑for_鋰金屬負極：

解讀：電解液添加劑VC、FEC、ES在石墨負極和矽基負極中均有很好的作用，但是在鋰金屬負極中只有FEC起了很好的作用，VC與ES形成的SEI膜不是很均勻且很薄。