电解液成膜添加剂DTD

我们都知道,电解液由锂盐、溶剂、添加剂三大部分组成。其中常规电解液中锂盐占比一般为10%-12%;溶剂占比80%-85%;电解液添加剂占比3%-5%。

电解液添加剂的用量虽然很小,但能够改善电解液的电化学性能和提高阴极沉积质量,在电解液中起着举足轻重的作用,不但可以提高锂离子电池的循环性能、倍率放电性能,而且可以有效提高其安全性能。

添加剂的基本要求:

溶于有机溶剂。
用量小,效果显著。
对电池性能没有明显的副作用,不与电池的其它部件发生副反应。
价格相对较低,没有毒性或毒性较小。

根据添加剂的功能不同,可分为成膜添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、高/低温添加剂、耐高压添加剂等。今天我们重点说下成膜添加剂 硫酸乙烯酯(DTD)。

一.结构及物化性质

1.1结构

1.2物化性质

白色晶体或结晶性粉末,不纯时带浅棕色或褐色。在潮湿空气中易吸水水解并显示强酸性。密度1.604 g/cm3,熔点约为95~97℃,常压沸点约为230~235℃。DTD因为品质问题常常会使电解液变质,需要低温运输和储存。

二.用于电解液添加剂作用

2.1提高电池高温循环、高温储存和低温放电性能。
2.2减少高温放置后电池膨胀,降低容量衰减及内阻。
2.3抑制电池初始容量下降,增大初始放电容量。
2.4提升石墨负极的稳定性,并提升电池循环性能。

三.合成工艺

氧化法为目前主流路径,起始原料为乙二醇,与二氯亚砜反应生成中间体亚硫酸乙烯酯,再经过氧化形成DTD。但目前现有生产工艺成本较高,且钠离子等超标影响使用效果。

四.产品现状

DTD 作为一种新型的锂离子电池电解液添加剂,在我国发展时间较短,主流的硫酸乙烯酯制备工艺存在纯度不够、成本较高、污染严重、收率低、水分含量和酸值均比较高等问题。近年来,随着国内硫酸乙烯酯生产企业不断加大对绿色环保型硫酸乙烯酯制备方法的研发力度,新的硫酸乙烯酯的制备方法被开发出。新工艺制出的DTD粗品杂质少,产率高。