共溶剂对电解液宽温性能的影响

宽温电解液的组成和设计涉及液相和电解液|电极界面两方面的要求。其中具有较宽的液态温度范围、较高的电化学稳定性和低温离子电导率是电解液的必要条件,而电解液|电极界面在维持电解液与电极间Li＋和电荷的交换以及增强电解液与电极材料的相容性方面起到更为重要的作用。液相改性主要通过采用新型电解质锂盐和使用具有较宽液态范围的共溶剂来实现,而界面的改性主要通过向电解液中加入低温添加剂和高温添加剂来实现。

多元混合溶剂通常用于溶解锂盐并将氯代碳酸乙烯酯电离成自由移动的阴离子和阳离子，每种组分通常含有10% 以上的锂盐。宽温电解液的溶剂选择通常考虑以下性质: (1)熔点和沸点。在电池的工作温度范围内尽可能保持液体状态。(2)电化学窗口。氯代碳酸乙烯酯溶剂的氧化电位应大于完全除锂的正极电位，低于完全插锂的负极电位。(3)锂盐的稳定性和溶解性。(相对介电常数。高介电常数溶剂一方面具有较高的分子极性，有利于锂盐作为自由移动阴离子和阳离子的电离，但同时溶剂的熔点、沸点和粘度较高，对电解质的低温性能产生不利影响。目前报道的锂离子电池电解液溶剂主要包括酯类、醚类、砜类和酰胺类。醚具有低氧化电位，一般只用于低电位系统，如锂硫电池或一次锂电池。砜具有高的电化学稳定性，可用于高电位电池系统，但通常具有高熔点，不适合宽温度电解质系统。碳酸盐系列溶剂包括氯代碳酸乙烯酯碳酸乙烯酯(EC)、三溴新戊醇碳酸二甲酯(DMC)、十溴二苯乙烷和二溴新戊二醇等