鋰電池具有使用壽命長、能量密度大、充放電性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常使用的電子產(chǎn)品中，同時(shí)也是許多大型移動(dòng)設(shè)備主要的候選動(dòng)力電源之一。提高電池的工作電壓是獲得高比能量鋰電池的有效途徑，因此需要開發(fā)高壓電解液體系。本文將對(duì)幾種高壓電解液體系進(jìn)行總結(jié)。

新型碳酸酯類高壓電解液

傳統(tǒng)的碳酸酯類電解液工作電壓達(dá)到4.5V以上時(shí)，就會(huì)發(fā)生劇烈的氧化分解反應(yīng)，致使鋰電池的嵌脫鋰過程無法正常進(jìn)行。新型碳酸酯類電解液可有效改善碳酸酯電解液的高壓性能：

改進(jìn)型

——氟代碳酸酯：多氟烷基碳酸酯具有化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、疏水性、疏油性等特點(diǎn)，可在電極表面生成雙層鈍化膜，減少電極表面的降解和電解質(zhì)的分解。并且全氟烴取代基的碳鏈越長，親核能力越強(qiáng)，越容易在電極表面生成鈍化膜，但是分子間作用力也會(huì)相應(yīng)增大，致使粘度增大，電導(dǎo)率下降。

復(fù)合型

——含磷碳酸酯：在碳酸酯中加入適量的添加劑如三(2,2,2-三氟乙基)亞磷酸酯(TTFP)：可在陰極表面形成穩(wěn)定的CEI鈍化膜；TTFP中心的磷(III)原子有一對(duì)孤對(duì)電子，在含LiPF6的電解液中能與PF6-配位，形成穩(wěn)定的鋰鹽絡(luò)合物；磷(III)原子未處于最高價(jià)態(tài)，容易被氧化生成可溶性的磷酸酯化合物，有效抑制碳酸酯的氧化分解，進(jìn)一步改善電池的循環(huán)性能。

——含硼碳酸酯：含硼化合物能在不同陰極表面生成穩(wěn)定的CEI膜，可提高其他電解質(zhì)在電極表面的穩(wěn)定性。

新型碳酸酯類電解液可有效提高電解液的高壓穩(wěn)定性，但如何提高碳酸酯電解液的燃點(diǎn)、降低揮發(fā)度、進(jìn)一步提高電池安全性能，仍需要科研人員繼續(xù)努力。

腈類高壓電解液

非質(zhì)子脂族二腈化合物NC-(CH)n-CN(n=3~8)作為電解質(zhì)具有耐高壓且安全的特性，在電壓7～8V時(shí)，表現(xiàn)出良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，具有較高的燃點(diǎn)和閃點(diǎn)。在腈類溶劑中加入EC或DMC，可以顯著改善腈類電解液與石墨電極的兼容性，提高鋰鹽的溶解度。另外，1,3,6-己烷三腈憑借著較好的高溫儲(chǔ)存和循環(huán)性能在高電壓鋰電池電解液應(yīng)用方面有著巨大優(yōu)勢(shì)。但是如何降低腈類溶劑的毒性和生產(chǎn)成本，仍是該類電解液在電池應(yīng)用中亟待解決的問題。

砜類高壓電解液

砜類有機(jī)物的介電常數(shù)都在40以上，在電壓5.5V以下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。例如環(huán)丁砜(SL)是一種常見的具有高介電常數(shù)、寬電化學(xué)窗口、強(qiáng)極性等特點(diǎn)的溶劑。但砜類有機(jī)物粘度大，熔點(diǎn)高，且與石墨負(fù)極材料的兼容性較差。往往需要加入添加劑以降低粘度，提高電解液的電導(dǎo)率。因此提高砜類電解液安全性能、降低砜的粘度仍是需要研究的方向。

離子液體高壓電解液

離子液體(ILs)是由陰陽離子組成的室溫熔融鹽，具有高閃點(diǎn)、高燃點(diǎn)、低揮發(fā)性、高介電常數(shù)和寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口的特點(diǎn)。目前研究時(shí)，陰離子多定為TFSI-，其在低電位下容易被還原成不溶Li+的化合物，并在鋰、石墨陽極表面形成鈍化膜。吡咯類和哌啶類電解液在2.5～4.8V有良好的循環(huán)穩(wěn)定性，但電導(dǎo)率都相對(duì)較低，電阻較高；咪唑類電解液電導(dǎo)率很高，但其循環(huán)穩(wěn)定性較差，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

鋰離子電池是最有效的能源存儲(chǔ)設(shè)備，普通鋰離子池電解液在高電壓下的氧化分解限制了高壓鋰離子電池的發(fā)展。通過開發(fā)新型耐高壓電解液，可使電解液在高壓條件下表現(xiàn)出循環(huán)穩(wěn)定性強(qiáng)、電導(dǎo)率高且與電極表面兼容性良好等優(yōu)點(diǎn)。然而如何提高新型有機(jī)溶劑的安全性，優(yōu)化其反應(yīng)條件，仍需要進(jìn)一步的研究。