目前锂离子电池电解液中常用的添加剂如碳酸亚乙烯酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)可有效改善FEP薄膜的电化学性能,其作用机制主要包括:
成膜优化与界面稳定性
VC和FEC能在电极表面形成稳定的SEI/CEI膜,该膜允许锂离子自由传输但阻隔溶剂分子通过,从而显著提升电极材料的结构稳定性。
其中FEC生成的SEI膜含有更高比例的LiF,机械强度更优,且能降低低温阻抗,尤其适用于硅基负极体系。
性能提升机制
VC添加剂:通过自由基聚合反应生成CO₂和聚合物,减少SEI膜厚度并改善高温性能,但正极电压超过4.3V时可能引发聚合反应导致阻抗上升。
FEC添加剂:分解产物含LiF和弹性聚合物,可抑制锂枝晶生长,促进均匀沉积,且其高闪点特性增强电解液阻燃性。
合成与经济性对比
FEC通过卤素置换反应合成,工艺产率高且提纯简便,成本低于VC。
两者均需控制添加比例,过量FEC可能增加界面阻抗或引发高温副反应。