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经过多年的发展，新能源从理论到应用，与我们的生活更加亲密，发展更加多元。最近一次的诺贝尔化学奖还颁给了锂电池领域。那么趁着锂电的热度还在，我们也来说说锂离子电池的相关研究，帮助想做或正在做这方面研究的小伙伴梳理梳理。

锂离子电池研究的另一核心试剂

——电解液

近年来，锂离子电池(LIB)的应用已从传统用途的移动设备(如智能手机，平板电脑等)的电源扩展到电动汽车(EV)电池系统和电力存储。 LIB的最大优点是其高工作电压和高能量密度。 LIB的主要成分是正极，负极，隔膜和电解液。

正极和负极材料的研究已经开展了好多年,但是直到1997年^1,2,3,4推出Purelyte^®功能性电解液之前，对电解液的研究一直很少引起关注。近年来对电解液及其添加剂的研究日益增强，这是目前LIB技术的核心要素之一,也是LIB技术进步的主要推动力。为了加速LIB的研究，Sigma-Aldrich^®最近推出了各种电池级即用型电解液(表1和表2)。

表 1: 1.0M LiPF₆ 电池级别电解液 (H₂O <15ppm; HF < 50 ppm; APHA < 50)

Product Name	Sigma-Aldrich^®Product Number
1.0M LiPF₆ in EC/DMC=50/50 (v/v)	746711
1.0M LiPF6 in EC/EMC=50/50 (v/v)	746738
1.0M LiPF6 in EC/DEC=50/50 (v/v)	746746
1.0M LiPF6 in DMC	746754
1.0M LiPF6 in EMC	746762
1.0M LiPF6 in DEC	746770
1.0M LiPF6 in PC	746789

表2:高浓度LiPF₆ 电池级别电解液 (H₂O <15ppm; HF < 50 ppm; APHA < 50)

Product Name	Sigma-Aldrich^®Product Number
2.0M LiPF₆ in EC/DMC=50/50 (v/v)	809357
2.0M LiPF6 in EC/EMC=50/50 (v/v)	809365
2.0M LiPF6 in EC/DEC=50/50 (v/v)	809349
2.0M LiPF6 in DMC	809411
2.0M LiPF6 in EMC	809403
2.0M LiPF6 in DEC	809543
2.0M LiPF6 in PC	809470

高纯度电池级别电解液

大约15年前，LIB中使用的大多数电解液的纯度都比较低。然后，随着时间的流逝，电解液中水分和LiPF₆之间的反应会导致HF浓度增加，其中一些电解液在存储过程中会变色为红棕色。现在，使用透明的高纯度电解液已成为行业标准，因为它们的化学稳定性高，并且长时间内HF浓度不会变化(图1)5。

图 1. 高纯度电解液和常规电解液中HF浓度随时间变化对比。 (HF浓度的变化会导致常规电解质的颜色发生变化。)

电池级溶剂与添加剂

除了高质量的电解液外，电池级溶剂和添加剂对锂离子电池研究人员也很重要。这些电池级别溶剂(表3)用于调节电池级电解液的浓度(代表性示例请参见图3)，同样也可以用作各种类型电池分析的清洁溶剂。在LIB中，添加剂(表4)用于改善电池性能，例如保护正极或负极，过充电保护和抑制金属洗脱。表4^6-13总结了不同添加剂在LIB中的作用。

表3:电池级别溶剂 (纯度 > 99%, H₂O < 10 ppm, Acid Value < 10 ppm)

Solvent	EC
CAS No.	96-49-1
Sigma-Aldrich® Product Number	809950
Structure

PC	DMC
108-32-7	616-38-6
809969	809942

EMC	DEC
623-53-0	105-58-8
809934	900018

FEC

114435-02-8

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表4: 电池级别添加剂 (纯度 > 99.5%, H₂O < 100 ppm, acid content < 200 ppm)

Name	Vinylene carbonate
CAS No.	872-36-6
Function	Protection of Anode
Sigma-Aldrich® Product Number	809977
Structure

1,3-Propane sultone	2-Propynyl methanesulfonate
1120-71-4	16156-58-4
Protection of Cathode	Protection of Anode
809985	809993

Cyclohexylbenzene	t-Amyl benzene
827-52-1	2049-95-8
Overcharge prevention	Overcharge prevention
810002	900001

Adiponitrile

111-69-3

Suppression of metal elution

900020

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电池级别电解液的定制

研究人员经常需要定制电解液成分。通过在无水气氛下混合定量的标准电解液(表1和2)和/或溶剂(表3)，可以轻松地将Sigma-Aldrich^®标准电解液混合以得到所需的成分。图3-4展示了制备一些定制的电解液组合物的示意图。应当注意，基于LiPF₆的电解液暴露于湿气触发了LiPF₆的分解，这导致了HF的产生和电解液的劣化。因此，无水条件对于进行上述调整是必不可少的。

调整成分的步骤如下：

1.确定所需溶剂组成。

2.在无水条件下(例如在手套箱中)将装有相应试剂的包装开封。

3.称量所需量的试剂，然后在金属，塑料或其它非玻璃容器中进行调整。

图2. 使用表1中的试剂制备定制电解液组合物(浓度为1.0M LiPF₆)的示例

图3. 示意图说明了其他电解液配方的制备(调节LiPF₆浓度)

图4.制备含有添加剂的电解液的示意图

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题目：Emerging Quantum Dot Materials Synthesis and Application

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2．本活动仅限部分客户，具体可向当地销售咨询；

3．活动时间为2019年11月1日零点至2019年11月30日24点；

4．在所定的时间段内以任何形式的订购方式所产生的有效订单都将被认可并享受折扣；

5．活动期间客户原有的折扣暂不可用；

6．如您对我们的活动有任何疑问，敬请拨打我们的免费电话800-819-3339（固话）、400-620-3333（手机）或发送电子邮件至ordercn@merckgroup.com；

7．默克化工技术（上海）有限公司保留对此次活动的最终解释权。

参考文献：

1.Yoshitake, H. Battery and Power Supply in Techno-Frontier Symposium, Makuhari, Chiba, April 14-16, 1999.

2.Yoshitake, H. Functional Electrolytes, In Lithium-ion secondary batteries. Yoshio, M., Kozawa, A., Eds,; Nikkan Kogyo Shimbun Ltd.: Tokyo, Japan, 2000; Chapter 5.

3.Yoshitake, H., Functional Electrolytes Specially Designed for Lithium-ion Batteries, In Lithium-ion batteries.Yoshio, M., Bradd, R. J., Kozawa, A., Eds,; Springer Science + Business Media, LLC: New York, 2009; Chapter 19.

4.Abe, K. Nonaqueous Electrolytes and Advances in Additives, In Electrolytes for Lithium and Lithium-ion Batteries; Springer Science + Business Media: New York, 2014; Chapter 3.

5.Hamamoto, T; Hitaka, A.; Abe, K.; Ueno, Y.; Ohira, N.; Watanabe, M., Electrolyte solution for lithium secondary battery. U.S. Patent 6,045,945, 1998

6.Hamamoto, T., Hitaka, A., Nakata, Y., Abe, K., JP Patent 3,627,754, 1999

7.Hamamoto, T., Ueki, A., Abe, K., Takai, T., US Patent 6,413,678, 2000

8.Hamamoto, T., Hitaka, A., Nakada, Y., Abe, K., US Patent 6,033,809, 2000

9.Hamamoto, T., Abe, K., Takai, T., Matsumori, Y., Ito, A., US Patent 6,479,191, 2000

10.Takahashi, M., Yasutake, Z., Abe, K., Ueki, A., Hamamoto, T., US Patent 6,632,572, 2000

11.Abe, K., Matsumori, Y., Ueki, A., US Patent 7,294,436, 2002

12.Hamamoto, T., Ueki, A., Abe, K., Miyoshi, K., US Patent 7,981,552, 2002

13.Hamamoto, T., Abe, K., Ushigoe, Y., Matsumori, Y., US Patent 6,881,522, 2002

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