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1、水、电解液与锂离子电池 报告人：刘建生 广州天赐高新材料股份有限公司,主要内容,水在电解液中的反应原理 存放环境对电解液水分酸度的影响 稳定剂对电解液的稳定作用 不同水分含量的电解液对电池性能的影响 结论,水在电解液中的反应原理,1.H2O的破坏作用机理 (1)与锂盐反应生成HF； H2O + LiPF6 POF3 + LiF + 2HF (2)HF破坏SEI膜； ROCO2Li + HF ROCO2H + LiF Li2CO3 + 2HF H2CO3 + 2LiF (3)产生LiF沉淀，消耗活性锂离子。,2.不同水含量电解液的LSV曲线,图1 TC-E208加与不加水的LSV曲线,加水后，L
2、SV曲线出现较宽的峰，对应水在此电位区间分解。,存放环境对电解液水分酸度的影响,1.未加稳定剂的电解液的存放实验,图2 未加稳定剂的电解液在不同环境中存放水分与酸度的变化情况 环境1：水分低于10ppm的手套箱；环境2：水分低于50ppm的手套箱；环境3：通风橱 *三种环境均为半敞开实验（即电解液瓶盖未盖紧存放）,2.添加了稳定剂的电解液的存放实验,图3 添加稳定剂的电解液在不同环境中存放水分与酸度的变化情况 环境1：水分低于10ppm的手套箱；环境2：水分低于50ppm的手套箱；环境3：通风橱 *三种环境均为半敞开实验（即电解液瓶盖未盖紧存放）,未添加稳定剂的电解液存放后水分和酸度均大幅上升
3、；添加稳定剂的电解液存放后水分有所上升，但酸度变化不大。,稳定剂对电解液的稳定作用,稳定剂的作用原理： 当电解液中含有痕量水时，稳定剂能与电解液中的水、HF分子或PF6-形成氢键，减少游离水或HF分子的存在及水与锂盐的反应；当电解液中含有较多水分时，稳定剂能跟水或HF反应，降低其浓度。 一般的，稳定剂与HF在溶液中形成氢键的稳定性更大，与水在溶液中形成氢键的稳定性稍弱，因此能优先稳定电解液中的HF含量。,图4 添加稳定剂的电解液在不同温度环境中存放水分与酸度的变化情况 *两种环境均为密闭实验（即电解液瓶盖盖紧存放）,电解液水分酸度在高温环境中上升更快，稳定剂能将电解液水分酸度稳定在较小的范围内
4、，保持电解液不变质。,1.电解液在不同温度下的存放实验,图5 添加稳定剂的不同初始水分电解液在不同环境中 存放水分与酸度的变化情况,即使在电解液中注入痕量水或通风橱半敞开存放，稳定剂均能将电解液酸度控制在有效范围内。,2.初始水分不同的电解液的存放实验,不同水分电解液的电池性能,图6 TC-E208注入不同含量水分的电池循环性能,TC-E208注入不同含量水分，对电池的容量和的循环性能的影响不大，说明稳定剂抑制了水与锂盐的反应，控制了游离HF的含量，减少了HF对SEI膜的破坏，从而保证了电池循环性能。,电解液很容易吸收手套箱中微量的水分，随存放时间的延长，水分和酸度均急剧上升； 在电解液中添加稳定剂后，电解液的抗环境干扰能力明显增强，即使电解液中水含量超过1000ppm，其酸度含量可以控制在较小值，不会影响电池的性能。,结 论,Thank you !,
