科普:鋰離子電池電解液中錳的形態(tài)分析

近40年來(lái)，許多文獻(xiàn)報(bào)道了錳存在于正負(fù)極中，但傳統(tǒng)的Mn2+理論作為電解液中的重要存在，并沒(méi)有受到質(zhì)疑，也沒(méi)有系統(tǒng)深入的研究報(bào)道。

關(guān)于鋰離子電池而言，過(guò)渡金屬離子在正極中的溶解一直是導(dǎo)致循環(huán)函數(shù)衰減的重要因素之一。為了解決過(guò)渡金屬離子的溶解問(wèn)題，研究人員開發(fā)了多種方法，如數(shù)據(jù)封裝、摻雜和HF消除器等。

但是，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)電解液中錳的存在及組成機(jī)理一直沒(méi)有得到滿意的重視。許多人，包括Tarascon，只是合理地認(rèn)為Mn3+易于歧化，電解液中錳的存在首先是二價(jià)的。

近40年來(lái)，許多文獻(xiàn)報(bào)道了錳存在于正負(fù)極中，但傳統(tǒng)的Mn2+理論作為電解液中的重要存在，并沒(méi)有受到質(zhì)疑，也沒(méi)有系統(tǒng)深入的研究報(bào)道。

以色列鋰離子電池專家DoronAurbach(通訊作者)等利用鋰鈷氧化物石墨電池在EC:DMC=1:1的LiPF6(1M)電解液體系中進(jìn)行了一系列電化學(xué)試驗(yàn)。采用EPR、XNEAS、ICP等測(cè)試方法，證明電解液中Mn重要以Mn3+的形態(tài)存在。

EPR結(jié)合ICP數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，在全電狀態(tài)(4.2v)和低電狀態(tài)(3.0v)電池中，電解液中三價(jià)錳占80%，而電解液中三價(jià)錳僅占循環(huán)過(guò)程中的60%。同時(shí)也證明了Mn3+在有機(jī)電解液體系中的歧化速度非常緩慢。