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* Li 4 Ti 5 O 12 +3 Li === Li 7 Ti 5 O 12 钛酸锂负极材料 Good cyclability: no SEI; High safety: no Li deposition; High energy density: 90-100Wh/kg. Problems: (1) High voltage (1.5 V); (2) Low capacity (150 mAh/g). 负 极 材 料 的 挑 战 锂离子电池负极材料未来将向着高容量、高能量密度、高倍率性能、高循环性能等方面发展。 锂离子电池负极材料基本上都是石墨类碳负极材料，对石墨类碳负极材料进行表面包覆改性，增加与电解液的相容性、减少不可逆容量、增加倍率性能还是目前应用研究的一个热点。 氧化物负极材料钛酸锂，对其进行掺杂，提高电子、离子传导性是目前应用研究的一个热点。 非石墨类碳材料和合金和其它氧化物负极材料，虽然容量很高，但是循环稳定性问题一直未能解决，对其的改性研究仍在探索中，得到大规模的实际应用尚需时日。 电解质 1。电解液简介 电解液是以适当锂盐溶解在有机混合溶剂中的溶液。一般为1mol/L锂盐的混合碳酸酯构成。 锂离子电池电解质 液体电解质 固体电解质 液固复合电解质 有机液体电解质 室温离子液体电解质 固体聚合物电解质 无机固体电解质 凝胶电解质 电解液对电池性能的影响 6。对电池自放电的影响 1。对电池容量的影响 2。对电池内阻及倍率充放电性能的影响 3。对电池操作温度范围的影响 4。对电池储存和循环寿命的影响 5。对电池安全性的影响 2。SEI成膜机理 主要化学反应 一般不用PC,防止与溶剂共插；成膜较厚,不利于锂离子迁移,大电流充放能力差 SEI膜的影响因素 不同溶剂形成的SEI膜不同——无机膜更稳定 3。电解液热稳定性 主要方面： 综上 1。对电池容量的影响 A。表现为电极与电解液的相容性。可逆容量高，电池容量损失大，容量不能正常发挥。 2。对电池内阻及倍率充放电性能的影响 R＝Rs（物理内阻）＋Ref（电极/电解液界面内阻）＋Rf（极化内阻） a 。电解液离子导电内阻远大于电子导电内阻。 b 。Ref明显高于Rs，是锂离子电池内阻的重要组成部分。 倍率充放电性能取决于Li＋在电极材料中的迁移率、电解液的电导率、电极/电解液相界面的锂离子迁移性，后两者与电解液性质和组成密切相关。 4。对电池储存和循环寿命的影响 A。电极活性物质在充放电过程中的活性比表面不断减小，电池工作是的电流密度增大，电池内阻逐渐升高。 B。电极集流体腐蚀，电极上的活性物质脱落或转移，失去应有的电化学活性。 3。对电池操作温度范围的影响 A。低温时，电解液电导率下降，锂离子无法迁移，电池性能明显下降，甚至无法使用。 B。高温时，电极反应加剧，但电极/电解质相界面的副反应也同时被加剧，对电池有较大破坏性，影响电池性能。 过充时，负极表面发生金属锂沉积，正极表面出现电解质在高电位条件下的氧化分解，电池发生热失控。 主要仍然是电解液本身的挥发性和高度的可燃性。 5。对电池安全性的影响 6。对电池自放电的影响 A。负极的自放电。主要源于负极的锂以Li＋形式拖出或进入电解质，其速率取决于负极的表面状况和表面催化活性，而负极的表面状况受电解质的影响十分明显，优化电解液体系可减小电池的自放电。 B。正极的自放电是指电解液中的锂离子嵌入到正极材料的晶格中，而引发正极的自放电。主要是正极/电解质的界面性质。 C。杂质是造成自放电的重要原因。因为杂质的氧化电位一般低于锂离子电池的正极电位，易在正极表面氧化，氧化物又在负极还原，不断消耗正负极活性物质，引起自放电。 电 解 液 目前我国已有10多家企业生产锂离子电解液，但绝大多数企业主要从事溶剂提纯和电解液配制，而电解质盐、添加剂等关键材料大部分依靠进口。LiPF6的95%以上由日本几家企业生产，电解质锂盐的供应已开始制约我国锂离子电池产业的发展。 动力锂离子电池用新型锂盐产业化 2008年1月－2009年1月，完成合成工艺路线(1 kg/批次，已有订单)。 2009年2月－2010年6月，设计和建设中试生产线，年产2吨。 LiFSI的突出优点： 热稳定性比LiPF6好，如上右图TGA曲线，在150oC未分解。 在使用温度范围内，LiFSI电解液的电导率比相应LiPF6高，满足动力锂离子电池大电流快速充放电要求。 国内权威单位测试表明：低温电导率高（-50oC达到1mS cm-1），解决动力锂离子电池低温性能瓶颈。 名称：双（氟磺酰）亚胺锂 结构式：Li[N(SO2F)2] 简称：LiFSI 性状：白色固体粉末； 含量：大于9