18 3.1
0.59
EMC 108 -55 23 2.9
0.65
DEC 127 -43 25 2.8
0.75
GBL 204 -44 101 42
1.7
2.1 LiBOB在GBL基电解液中的性能
Conductivity / mScm-1
LiPF6(sol.)+H2O POF3(sol.)+LiF(s)+2HF(sol.)
+

（式1）
+
+
与LiPF6相似，新型锂盐LiBOB容易水解，水解反应式如下：
LiB(C2O4)2 (sol.)+2H2O LiBO2(sol.)+2H2C2O4(sol.)
+

+
（式2）
LiB(C2O4)2(sol.)+3H2O LiOOCCOOH(sol.)+H3BO3(sol.)+H2C2O4(sol.)
不含有F元素，不会产生HF腐蚀电极材料及集流体，提 高了电池的循环寿命，——降低了电池的成本；
能够在碳负极表面形成较稳定的SEI膜，可以在纯PC溶 剂中使用， ——拓宽了电池使用温度范围；
合成原料廉价易得，制备 工艺简单，对环境友好。
各种锂盐在PC中配制成1mol·L-1 的电解液，在Li/C半电池中的充放电曲线 Jow T R, Ding M S, Xu K, et al. J. Power Sources, 2003, 119~121: 343~348
有很强的吸湿 性，空气和溶 剂中的杂质会 影响LiBOB基电 解液的性能
LiBOB+ EC+共溶剂
1.寻找适合 LiBOB盐的新
溶剂体系; 2.寻找LiBOB 的稳定剂。
在同样的碳酸 酯类溶剂体系 中，LiBOB电解 液的低温性能 也不如LiPF6
▼
S.Wang, W.Qiu et al./ Electrochimica Acta 52(2007)4907-4910
10.3 10.0 9.50
9.80
9.00
13
14
15
2 DMC:EC:PC=1:5:4
1 EC+PC(1:1)
The Conductivities of 0.7mol /l LiBOB EC/PC/DMC/EMC
electrolytes at 60℃
▼
锂盐与水反应的热力学计算
商品化锂盐LiPF6对水比较敏感，容易水解，在与大气的水或 溶剂的残余水接触时，会发生如下反应。
高温下电解液1mol·L-1LiPF6 EC/EMC(1:1) 与1mol·L-1LiBOB EC/EMC(1:1) 在LiNiO2/C电池中的放电容量比较
Xu K, ZhangS S, Jow T R, et al. Electrochemical and Solid-State Letters, 2002, 5(1): A26~A29
（式3）
+

+
+
反应的能量变化及吉布斯自由能变化（298.15 K）
式(1) 式(2) 式(3)
ΔE/ kJ·mol-1 -2.424 -65.444 -112.783
ΔG/ kJ·mol-1 -0.470 -28.688 -62.952
▼
2.提高LiBOB在电解液中溶解度和电导率
表1 在锂离子电池中常用的溶剂
EC
Boiling point / ℃
244
Freezing point / ℃
37
Flashing point/ ℃
143
Dielectric constant at 25℃
90
Viscosity at 25℃(mPa-1 s-
1)
1.9 (40℃)
PC 238 -49 128 66
2.51
DMC 90 3
锂离子电池高的工 作电压高、能量密度， 长的循环寿命和小的自 放电率等优点，成为目 前所有电池产品中最有 前途的体系之一。
但锂离子电池 被用作动力电源时 还存在一定的问题， 如大功率充放电性 能有待提高，成本 问题，安全性问题 等。
改进锂离子电池关键材料的性能！
正极
电解质
负极
锂离子电池电解液
锂盐
有机溶剂
B.Yu, W.Qiu et al./ J.of Poower Sources166(2007)499-502
S.Wang, W.Qiu et al./ Electrochimica Acta 52(2007)4907-4910
LiBOB基电解液存在的问题
LiBOB溶解度以 及电导率都低 于LiPF6，电池 高倍率放电特 性不好；
8
9 10
#43;DMC(1:1) 6
contour plot experimental data boundary point
7
12.5
12.0 5
DMC:EC:PC=4:5:1
11.8
4
11.3
DMC:EC:PC=3:5:2
11.5
11.0
10.8 10.5
3 DMC:EC:PC=2:5:3
20oC
EC+DMC(1:1)
0.00 1.00
0.25
5.70 0.75
5.60
0.50
5.50 5.30
0.50
0.75
1.00
0.00
0.25
PC+EMC(1:1)
5.10 4.90 4.70
0.50
4.50
0.25
4.30 4.00 3.80
0.75
0.00
1.00 EC+PC(1:1)
The Conductivities of 0.7mol /l LiBOB EC/PC/DMC/EMC electrolytes at 20℃
EC+共溶剂
LiPF6
碳酸酯类 羧酸酯类
醚类
LiPF6和EC基电解液存在的问题
对水敏感，水解产物HF腐蚀电极 热稳定性差 高温性能不理想 制备条件苛刻 ，污染严重 EC的熔点较高，低温性能不理想
需要寻找新型
锂盐来替代
LiPF6 ，以获 取更好的电解
液性能
新型锂盐双草酸硼酸锂-LiBOB
很好的热稳定性，热分解温度较高可达300oC ——增强了电池的安全性；
双草酸硼酸锂（LiBOB） 电解质性能研究
仇卫华1，刘兴江2，邢桃峰1，黄佳原，连芳1
1北京科技大学材料科学与工程学院，北京，100083 2中国电子科技集团天津电源研究所，天津，300381
2009-10-17
1引言
化学电源
锂离子电池
存在的问题
随着电子技术、能 源、交通、国防等领域 的高速发展，人们对高 能量密度、长寿命、高 安全性、廉价、环境友 好的高性能化学电源的 需求更加迫切起来。