《表1 常用碳酸酯溶剂的部分物理性质》

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《宽温型锂离子电池有机电解液的研究进展》

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电解液通常采用多元混合溶剂，起到溶解锂盐并电离为可自由移动的阴阳离子的作用，每一组分含量通常大于10%。宽温电解液的溶剂选择通常要考虑以下几方面性质:（1）熔、沸点。在电池的工作温度范围内要尽量处于液态。（2）电化学窗口。溶剂的氧化电位应高于正极完全脱锂的电位，还原电位低于负极完全嵌锂的电位。（3）锂盐稳定性和溶解度。（4）相对介电常数。高介电常数溶剂一方面分子极性大，有利于锂盐电离为自由移动的阴阳离子，但同时熔、沸点和粘度通常也较高，对电解液的低温性能将产生不利影响。目前报道的锂离子电池电解液的溶剂主要有酯类（碳酸酯、低级羧酸酯）、醚类、砜类及酰胺类等。醚类的氧化电位较低（通常小于4.3 V vs Li+/Li），一般只用于Li-S等低电位体系或锂一次电池中[34-35]。砜类电化学稳定性较高，可用于高电位电池体系，但熔点普遍较高，不适用于宽温电解液体系。碳酸酯系列溶剂包括碳酸乙烯酯（1，3-二氧五环-2-酮，EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）和碳酸甲乙酯（EMC）等，结构式如表1所示[36-38]。目前，商用锂离子电池仍然依赖着碳酸酯基电解液，其主要含有两类碳酸酯:一类是环状碳酸酯EC，介电常数高，能够提供较高的离子电导率，更为重要的是EC可以在石墨负极上还原形成有效的SEI膜，阻止充放电过程中石墨片层结构的破坏，但EC熔点较高，常温下为固体，存在电解液粘度高和易凝固等问题；另一类是低极性、低粘度的线型碳酸酯，如DMC、DEC和EMC中的一种或几种，其具有较低的凝固点，可以降低电解液体系的粘度，拓宽液态温度范围。但常用的碳酸酯基电解液工作温度范围仍较窄，低于-20℃后电解质溶液粘度显著增大甚至凝固，电导率下降明显，高于50℃后Li PF6分解加剧，产生的PF5为强Lewis酸，易引起EC的开环分解[26，39]。另外，线型碳酸酯都为低闪点溶剂，在高温下溶剂的蒸汽压增大，带来潜在的安全隐患。