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参加“第五届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会”心得体会(夏兰)

          此次会议内容丰富,从中我学到了一些东西,对电解液现有的研究情况有了更深入的了解,有助于我今后的工作。就电解液方面,我觉得有如下几个很好的报告:

上海交通大学的杨立报告的题目是新一代二次电池用电解液。由于离子液体相比于传统的碳酸酯电解液,具有液程宽、不燃、不挥发、高的热稳定性等特点,他们课题组研究了一系列新型离子液体电解质体系应用于锂离子电池,包括不对称锍基、胍基、含醚键的铵基、双阳离子基和聚合物基离子液体,电池的电化学性能较好,但是离子液体本身存在粘度较大(使之与隔膜、电极之间的浸润性差,具体表现为电池的前几周循环容量偏低,随着充放电的进行,容量不断的升高直至稳定)、电化学窗口不够宽、负极稳定性等问题,在高电压电池目前还比较难应用。

中科院大连物化所的陈剑报告了其课题组在离子液体不燃电解液在LiFePO4/Li电池中的应用,电池的循环性能和倍率性能均较好。上海交通大学的王久林教授详细分析了锂硫二次电池存在的安全性问题,并针对负极锂枝晶生长、电解液可燃和硫电极可燃方面提出了相应的解决措施。研究发现,硫与聚丙烯腈得到的复合电极不燃,可能是由于硫与聚丙烯腈的环化;另一方面,含阻燃剂碳酸酯的常规电解液完全不燃,硫电池的循环稳定性和倍率性能较好。

苏州大学郑洪河教授认为氟代溶剂可作为不燃电解液和高压电解液,其报告内容和上次在广州的会议相似,没有新的内容。

中国科学院广州能源研究所张灵志研究员报告了有机硅电解液在锂二次电池中的应用。他们认为:有机硅氧电解液电化学稳定性高、不燃、与电极的兼容性好,有望作为高电压电解液。然而,对于有机硅电解液其存在的最主要问题仍然是其粘度大,影响其与电解液的浸润性,从而导致电池的首周效率和电池的倍率性能。此外,有机硅电解液的合成成本也是很高,可能制约其推广应用。

此外,南京大学周豪慎教授做了关于双电解质体系的精彩报告,将双电解质体系应用于Li-空气电池、Li-Cu可充电电池、Li-NiOOH可充电电池、Li-液流电池等不同的电池体系,克服原有单一电解质体系存在的问题、有效提高了电池的性能。

北京理工大学吴川教授(来自吴锋团队)介绍了固体电解质体系的研究,包括PHEMO-PVDF-HFP电解质体系、离子液体增塑型聚合物电解质体系和新型固态化锂离子电池,前者由于其玻璃化转变温度低、机械性能良好,而且聚合物、电解液同步复合,防止漏液,热分解温度大于300℃,提高了电池的安全性;后者具有较高的电导率;采用原位自组装技术制备无机介孔SiO2网络矩阵复合离子液体的复合电解质,复合电解质具有高的离子电导率(10-3S/cm),LiFePO4/复合电解质/Li电池表现出一个良好的高温性能和倍率特性。

离子液体、氟代溶剂和有机硅氧化合物已成为电解液研究的主要方向,但是每种溶剂在应用到锂二次电池体系时仍然存在各种各样的问题,新型电解液体系能够实实在在取代现有的碳酸酯电解液还很难,只是从某个方面改善电池的某些特性。