钠离子电池电解质安全性：改善策略与研究进展

发布时间：2021-03-04 12:49

　　钠离子电池因为资源的优势以及在大规模储能系统中潜在的应用价值而被研究者们广泛关注。电解质是电池的核心部件之一,起着传导离子、分隔正负极的作用。目前常用到的有机电解质存在着易燃、易泄漏的安全性风险,在钠离子电池的进一步发展与应用中需要克服。本文通过对近期相关文献的总结,综述了提高钠离子电池电解质安全性的开发策略以及研究进展:一方面可以在有机电解质的基础上进行改进与优化,如使用成膜添加剂、阻燃添加剂或者使用高浓度盐电解质;另一方面可以开发新型电解质体系,如水系、离子液体、全固态、离子凝胶等。新型高安全性电解质是目前钠离子电池领域内的研究热点,本文也对几种新型电解质各自的优缺点以及面临的主要挑战进行了详细的分析与讨论,并重点介绍了离子凝胶电解质在钠离子电池中的应用前景。最后,对钠离子电池电解质的发展趋势进行了展望。 

【文章来源】：储能科学与技术. 2020,9(05)

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

电解质安全性影响因素Fig.1Factorsaffectingelectrolytesafety

受安全性问题的困扰。而电解质的安全性与其电化学稳定性和热稳定性密切相关。通过使用成膜添加剂以及阻燃剂可以有效提高有机液态电解质的电化学稳定性和热稳定性。氟代碳酸乙烯酯(FEC)常用作钠离子电池中的成膜添加剂，其可以在电极表面形成致密的固态电解质界面层(SEI)，从而提高电化学稳定性，但是缺点是FEC导致库仑效率降低，并且充放电之间的过电势增加[17]。碳酸丙烯酯(PC)也可以和硬碳在电极表面反应形成一层稳定的SEI，有利于提高电池的循环稳定性。此外，PC在较高电压下也比较稳定，因此常用于高电压钠离子电池体系[18]。磷酸酯是一种被广泛研究的阻燃添加剂，Ma等[19]引入了一种新的有机电解质，该有机电解质由磷酸三甲酯(TMP)和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚作为溶剂，FEC作为添加剂组成，通过直接点火和灭火测试，该电解质显示出良好的不燃性。然而，由于TMP会在碳基负极表面发生电化学分解，难以在负极表面形成稳定的SEI膜，导致电池表现出较差的界面兼容性。Cao等[20]发现提高钠盐的摩尔比例可以有效提高磷酸酯类电解质的电化学稳定性，TFSI-可以在硬碳负极表面优先发生还原分解形成稳定的SEI膜从而抑制图2提高电解质安全性策略Fig.2Strategiesforimprovingelectrolytesafety1311

【参考文献】：
期刊论文
[1]全固态钠离子电池硫系化合物电解质[J]. 陈光海,白莹,高永晟,吴锋,吴川.  物理化学学报. 2020(05)
[2]中国锂产业概况[J]. 李冰心,张振花.  中国有色金属. 2018(02)
[3]钠离子电池的电解质[J]. 朱娜,吴锋,吴川,白莹,李翌通.  储能科学与技术. 2016(03)



本文编号：3063249