鋰離子電池的安全性和使用優(yōu)勢

在熱逃逸初期，含有機(jī)電解質(zhì)的鋰離子電池的放熱反應(yīng)包括電解質(zhì)分解、電解質(zhì)和電極反應(yīng)，均加速了熱量的新增。由于有機(jī)電解質(zhì)含有揮發(fā)性溶劑，如碳酸丙烯、碳酸二甲酯和乙二醇二甲醚，這些溶劑會急劇新增電池內(nèi)部壓力，導(dǎo)致電池爆炸。因此，使用新的系統(tǒng)來取代易揮發(fā)和易燃的電解質(zhì)是很重要的。固體電解質(zhì)最終可以滿足這一要求，但固體電池的生產(chǎn)仍然存在較大的技術(shù)障礙，重要是由于在整個充放電過程中極難保持電極與固體電解質(zhì)充分接觸，其電導(dǎo)率不能滿足要求。離子液體可作為電池的理想電解質(zhì)，其不揮發(fā)、不燃燒將使電池更加安全。

應(yīng)用于鋰離子電池

人們已經(jīng)研究了各種離子液體作為鋰離子電池的替代電解質(zhì)的可能性。目前報道的離子液體應(yīng)用技術(shù)大致可分為以下三類:離子液體+支撐電解質(zhì)+添加劑;離子液體+支撐電解質(zhì)+高電位交流負(fù)極;離子液體+支撐電解質(zhì)。

1.三氯化鋁離子液體

AlCl3離子液體的使用歷史悠久，在電池中使用的例子很多。這些離子液體的腐蝕性限制了它們的使用，并阻止它們被用于傳統(tǒng)電池。新的電池系統(tǒng)，包括AlCl3酸堿電池、氯化鋁電池、Cd溴化電池、鋁聚苯胺電池和Mg金屬釩酸電池，克服了這些缺點(diǎn)。然而，離子液體在鋰離子電池中的應(yīng)用仍然是一個問題，重要是因為與鋰相比，含有AlCl3電解質(zhì)的陰極仍然不是很穩(wěn)定。目前，AlCl3離子液體的電位可以通過使用新的負(fù)極(如鋰鋁合金層氧化物電池、鋰錫合金負(fù)極)或添加劑(如SOCl2、H2O)來提高。

2.氟離子與非咪唑離子形成離子液體

很難找到在鋰離子電池中工作的純離子液體。這里的純是指離子液體只含有支撐電解質(zhì)，不含添加劑。

咪唑體系、不對稱季銨鹽體系和吡唑啉體系可作為鋰離子電池配套的純離子液體。