《表4 近年来USC/JPL电解液的发展》

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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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如何进一步提升锂离子电池的低温性能一直是美军的关注点。早在2003年，由美国能源部资助，阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）主持，开展了为期五年的低温性能表征及模型化的项目研究。2007年，NASA汇总了空间用低温电解液的研究进展，提出了锂离子电池开发低温电解液的途径:（1）保留具有高介电常数的关键负极成膜溶剂碳酸乙烯酯（EC）或碳酸丙烯酯（PC）；（2）降低EC或PC的含量；（3）添加具有低凝固点、低粘度和良好化学和电化学稳定性的共溶剂；（4）采用混合溶剂。从2009年到2014年，由JPL主持，联合Argonne Nat.Lab、Univ.Rhode Island、A123、Quallion、Yardney、Saft公司等单位，开展为时五年的宽温锂离子电池研究项目，已经开发出三代新型能量型锂离子电池宽温电解液，如表4所示。由表4可以看出，USC/JPL在15年前开发出的SOA电解液组成为1.0 mol·L-1Li PF6/EC+DMC+DEC（1∶1∶1），EC含量约为33%（体积分数），工作温度范围为-30～40℃。USC/JPL第一代低温电解液构成为1.0 mol·L-1Li PF6/EC+DMC+DEC+EMC（1∶1∶1∶3），EC含量约为17%（体积分数），-40℃下电解质溶液的电导率仍然在1 m S·cm-1以上[84]；第二代低温电解液做了进一步优化，提高了EMC的含量，进一步降低了EC的含量，组成为1.0 mol·L-1Li PF6/EC+EMC（1∶4）和1.2 mol·L-1Li PF6/EC+EMC（3∶7）。采用JPL电解液后，Saft公司的锂离子电池具有出色的低温性能，-60℃时以0.02C的倍率缓慢放电，能量可以达到常温的57%以上。