鋰離子電池的安全性和使用優(yōu)勢(shì)

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(huì)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(lái)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(gè)充放電過(guò)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(bào)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(gè)問(wèn)題，重要是因?yàn)榕c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(guò)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(lái)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(duì)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。