锰系正极材料电解液添加剂分析

窦加俊 邢彤(天津金牛电源材料有限责任公司，天津 300400)

0 引言

锰系正极材料的电解液添加剂使用中，其可以在整个电池的工作中，可以更好地支持电池内的电荷传递，同时对于添加剂来说，其本身也存在一些特定的作用作用和理化指标，要根据电池的运行方法和运行需求科学选择电解液添加剂。之后才可以根据这类信息的处理方法，从而让目前的新型处理结构与协调方法进行选择。

1 锰系正极材料电解液添加剂材料

1.1 LMO的电解液添加剂

LMO本身呈现立方体尖晶石结构，在热稳定性、理论容量、倍率性能以及单位售价等方面，都具有良好的性能与条件，可以说在目前的电池行业运行和发展中，LMO已经成为大量电池生产厂家广泛选用的资源，构成了当前的最主要动力材料。在LMO材料的使用中，发现需要在当前的整个系统建设与完善过程中，可以发现在电解液的氧化分解过程中，会出现酸引发下的锰离子溶解问题，在该问题出现之后，会导致该材料在后续的信息处理与完善过程中，会在很大程度上呈现高温性能变差的特点。

在当前的信息处理和整个系统的升级与优化过程，已经构成了多种专业化的科学管控制度，但是从整体上来看，大部分材料虽然可以在很大程度上提高电池的本身运行性能，然而在后续的相关信息协调和工作中，很可能导致在当前的工作中，整个系统内部的综合管理水平不足。比如使用的电解液添加剂为N-甲基吡咯烷鎓-醋酸双酰亚胺，在加入了该项材料之后，可以在实际的信息处理和使用过程，可以充分提高该系统的工作方法与处理成效，让电池的运行质量抬升。

1.2 LNMO的电解液添加剂

锰系正极材料的电解液添加剂中，考虑到在当前的材料制作中也会制作出LNMO正极材料，这类材料的使用过程具有更高的电压，可以达到4.78V，并且这类材料在能量密度、理论比容量、环境友好性方面，都具有良好的性能。在具体的电解液添加剂材料使用中，要根据这类正极材料的本身质量和操作方案，充分提高该系统的工作质量。其中LNMO在充放电的过程中，会出现阳离子混排问题，其中在电解液的高电压环境下，会让正极逐渐出现分解问题，使得电池的运行寿命大幅缩短，此时会导致电化学性能大幅变差。此外在电解液添加剂的应用中，也要通过在其中加入经过热处理的导电添加剂，此时可以让正极表面的相关设施得到处理，同时也可以在其中增添含硼添加剂，这类添加剂在使用过程中，会被整个电池的内环境内优先氧化，并且可以在正极材料的表面结构上形成含篷膜，可以抑制电解液的分解，此时减少大阻抗无极电解液产物的生成，最终让锰系正极材料的被保护性能提高。

1.3 锰系三元正极材料电解液添加剂

1.3.1 LNCM电解液添加剂

锰系正极材料的使用中，其中含有锰系三元正极类型的材料，在这类材料的具体应用中，LNCM的材料的具体应用过程中，可以通过对于所有这些信息的处理和协调，让得到的电池材料性能提高。在当前开发出的相关材料中，可以使用的相关材料包括三甲基硼酯材料为电解液的添加剂，之后分析在这类材料的具体使用过程中，可以实现对于该项材料的科学处理，并且在得到了所有这类关键性的信息之后，则可以充分提高整个电池系统的运行质量，从而使得该系统的专业性运行质量与工作水平可以得到全方位的升级。

1.3.2 NCM电解液添加剂

从电池材料的特性上来看，会受电解液的严重影响，导致电极材料被腐蚀，降低了电池的寿命。在电解液添加剂的使用过程，已经开发出了多种材料，其中三乙烯基磷酸酯作为添加剂时，可以提高电池的整体运行寿命和运行质量，另外在初始充电条件下，该材料可以在正极材料表面上发生氧化还原反应，同时氧化分解的参数比基准电解质参数更低。在电池的抗阻和后续分析中，可在正极材料表面可形成防护层，可防止在电解液的其他组分中出现不可控的氧化分解反应。因此从表面的形成结构上来看，添加剂可在很大程度上形成针对整个系统的有效保护作用，让该系统的运行效率和运行质量升极。

1.3.3 碳酸二苯酯电解液添加剂

碳酸二苯酯在一些锰系正极电池中，通过对该材料的使用，加入了电解液添加剂后，在较高精度的库仑法、电池演变测量以及CEI等多参数的分析过程，发现加入了该材料后，电池的充电能量的提高速率和存储过程中的放电速率都发生了下滑，因此可以说该材料可以实现对电池充放电性能的有效保护。此外从充放电结果上来看，无论是在充电过程还是放电过程，由于电池的运行参数和运行效率处于更加顺滑状态，因此可认为这类材料在充放电过程中所产生的冲击程度下降，通过对这类信息的后续调整和规范，可认为当前所取得的结果具有更高的安全性。

1.3.4 环氧甘露醇电解液添加剂

在该材料的使用中，通常情况下会在一定的温度环境下对其进行反复式的循环处理，并且可以将一定质量分数的相关参数添加剂投入到原有的电解液内，从而在整个电池的正极上生成具有超薄性、均匀性分布性以及运行可靠性等多种性能的保护膜，因此可以说在具体的建设阶段，可以充分形成针对整个系统的运行稳定性、工作效率和信息处理性能的全面升极，从而以整个系统在后续的运行阶段为依托，与当前已经建立的电池系统升级。

2 锰系正极材料电解液添加剂材料效果

2.1 LMO电解液添加剂影响

对于LMO专用的电解液添加剂运行过程分析可以发现，如果未能采用本文上文中提及的电解液添加剂，则在后续的信息处理过程和使用过程，可以实现对这类信息的充分协调与整合，即当前所建立的专业化管理工作机制和管理工作预案必须要能够经过科学处理，才可让所取得的处理结果本身可满足正极的稳定运行要求。此外在后续的信息处理和规划过程，发现在使用了新型材料后，材料后续管理和操作方案都需要得到全面检验，经过了有效的调整和分析后，才可认为当前能够取得的所有专业化信息处理结果和信息的处理规划方案可以顺应该系统的运行要求，此时可以认为，该电解液添加剂可以符合锰系正极材料电解液的运用目的。

2.2 LNMO电解液添加剂影响

LNMO的电极材料电解液添加剂使用中，本文探讨了经过热处理之后的炭黑导电添加剂性能，并且使用XPS研究表面的相关材料特征，以及在石墨化过程中所产生的变化，从最终取得的效果上可以发现，在电池的后续应用阶段，由于材料本身具有良好的导电性能，因此在运行过程可以获得更长的循环寿命。在材料的使用中，可以在整个正极材料的表面上形成更少的官能团，最终可以有效削弱整个正极材料表面上的副反应强度，从而让电池的循环稳定性提升。此外在电池的高电压情况下，也可以在其中加入含有硼材料的添加剂，在具体的作用原理上，上文中已经提及，此处不再赘述。从取得的结果上来看，加入了这类添加剂之后，整个系统的运行稳定性、工作可靠性和运行寿命都得到了全面彻底的升极，最终让整个系统可以处于更为高效、安全的运行状态。

2.3 锰系三元正极材料电解液添加剂影响

2.3.1 LNCM电解液添加剂影响

对于LNCM正极材料来说，在整个系统的建设阶段，需要在其中加入相关的材料作为电解液添加剂，从而分析该添加剂对于整体性能参数的影响。在当前的研究结果中可以发现，如果使用了这一材料作为电解液添加剂之后，则整个系统的影响参数稳定性提高明显，其中电解液中如果该材料的质量分数达到10%，那么在0.5V和3.0V电压下，整个电池可以循环运行200次，同时在该过程中容量的保持率保持为89%，因此可以认为，电化学的相关参数并未发生容量方面的根本性变化，可以符合系统的稳定运行要求。

2.3.2 NCM电解液添加剂影响

针对NCM膜材料的添加剂在使用过程，其中加入0.25%的环氧甘露醇后，在高压循环环境下进行了50次的循环，则可以发现整个电池的相关参数和性能的稳定性高于基础性的电解液，电池的整体电能容量保持率达到了96.9%，基准电压保持率为73.1%。因此可以认为，该电解液添加剂具有良好的电池性能保障效果。此外在4.8V电压下，这类外加剂也可以有效抑制电池的自放电系数，并且在信息的循环处理过程，由于加入的材料可以优先氧化并形成碳酸酯溶剂，因此可以在正极的表面形成薄且有保护性的正极馍。

2.3.3 碳酸二苯酯电解液添加剂影响

在加入了磷酸二苯酯材料之后，可以实现对整个正极材料的性能影响，通过使用专业的测量方法发现，加入质量分数1%的磷酸二苯酯之后，则电池的充放电电能容量参数明显变化，虽然整体上具有一定的缓解效果，其中加入了质量参数为24.3%时，在4.3V电压下，电池的极化参数与阻抗半圆的直径都处于急剧增加状态，让正极材料表面的厚度处于增加状态，此时电池的容量逐渐衰减，但是整体上瞬间速度缓慢，处于可以接受状态。

2.3.4 环氧甘露醇电解液添加剂影响

环氧甘露醇材料加入之后，如果外加剂的质量分数为0.1%，那么就可以在正极上形成超薄且均匀分布的保护膜，从而提高了正极材料的热稳定性能，防范了容量损失和内部阻抗的增长，如果加入质量分数在2%的情况下，那么在60℃的高温下，电池循环的热性能也得到了大幅度的改善，初始容量保留率为98.9%，而膜的厚度增加17.9%，对于整个系统的运行参数情况影响不大。

3 结语

综上所述，锰系正极材料电解液添加剂的使用过程，主要是依托于该正极材料的本身特性以及相关外加剂材料的理化特性对其进行投放。从当前取得的研究成果上来看，可以加入的材料包括碳酸二苯酯、环氧甘露醇等，这类物质使用之后，都可以在正极材料上形成一层保护膜，防范了正极材料的过度消耗，并且可以提高热稳定性。