第二百三十七章：解决锂枝晶难题的关键 (第2/2页)

电池中最常见的一种有机溶剂。

    而碳酸乙烯则是一种不可或缺的添加剂，它添加到电解质中可以显着的提高电池性能。

    至于二氟草酸硼酸锂则是电解质锂盐，用于运载锂离子。

    三种主要材料，都是相当常见的东西，有着各自的优点和缺点。

    徐川并没有理会其他的稀少添加材料，直接将目光锁定在了这三种主要材料上。

    大规模且异常的析锂反应和科学直觉告诉他，问题大概率出在这三种材料中的一种中。

    思索了片刻后，徐川将目光锁定了碳酸乙烯和二氟草酸硼酸锂上。

    这两种材料相对于环状碳酸酯来说，更容易出问题。

    环状碳酸酯的性能很稳定，是目前市面上很多锂离子电池都会使用的有机溶剂，如果它出现了问题，那么锂电池的的库伦效率基本提升不到99.95%以上。

    但目前市面上的电池，库伦效率基本都在99.95%以上，所以它应该可以先排除。

    至于碳酸乙烯和双草酸硼酸锂，徐川想了想，将最终的选择锁定在二氟草酸硼酸锂这种锂电解质上。

    原因一样，碳酸乙烯同样是电解液中常用的添加剂，它几乎存在于每一种类型的锂离子电池中，适应性相当广。

    而二氟草酸硼酸锂则不同，尽管市面上很多锂离子电池都是使用的这种电解质锂盐，但它有着自身的缺陷。

    比如它的溶解度差，离子电导率相对较低等问题。

    且更关键的是，它与锂离子电池的负极材料，一般是集流体铝形成稳定的钝化膜。

    尽管它能保护负极集流体铝免受电解液的腐蚀，但也会在一定程度上干扰锂离子的通过。

    毫无疑问，它是三种材料中最值得怀疑的。

    ......

    确定了目标，徐川也没有继续浪费时间，直接开始了实验。

    他并没有将这份工作交给研究所的其他人，而是亲自动手。

    测试方法很简单，既然怀疑二氟草酸硼酸锂有问题，那就直接换一种电解质锂盐。

    能代替它的产品有很多，无论是常规无机电解质锂盐中的高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂等材料；还是有机电解质锂盐中的双草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂等材料都可以代替。

    做一些简陋的实验室电池，用不了多长的时间。

    不到六个小时，徐川就完成了整体的实验，不仅更换了电解质锂盐材料，还完成了新电池的初步检测。

    然而结果却让徐川皱起了眉头。

    更换了电解质锂盐材料后，析锂和锂沉积问题，依旧没有解决。

    “问题竟然不在锂盐上？”

    看着初步测试结果，徐川有些惊诧。

    按照他的分析，锂盐出问题的概率高达百分之八十以上，可实验结果却表示问题并非出现在锂盐上。

    如果不是锂盐，那是哪里出了问题？

    有机溶剂？亦或者添加剂？

    一个个的去排查，很麻烦的，电解液中的添加材料有不少，而且每一种材料的改变，都要考虑与其他材料的适配性。

    对于川海材料研究所这种以前几乎没有任何电池研发经历的实验室来说，没有任何以往的经验数据可以参考，可以说要从头来过了。

    想了想，徐川对手中的工作重新做了个安排。

    对于电解质锂盐的后续测试，他交给了实验室中的其他人。

    毕竟一两次的实验还是有遗漏性的，多次重复实验，才能确定电解质锂盐有没有问题。

    至于他自己，则对碳酸乙烯这种常用添加剂展开了研究。

    尽管没有从电解质锂盐上找到问题，但徐川依旧相信，导致析锂和锂沉积问题的关键，在电解液上。而且一定会是在三种主要材料上。

    针对碳酸乙烯的研究，和电解质锂盐一样，他干净利落的选择了直接更换材料。

    单纯的检测问题，判断对应的材料有没有问题，不考虑适配性什么的，这是最快，最有效的办法。

    材料研发尽管是一件碰运气的事情，但经验和数学分析，能帮助研发人员做出相对正确的选择，极大的缩减研发时间与需要投入的成本。

    将碳酸乙烯更换成另一种作用近似的‘臭代碳酸酯’后，徐川重新对电池做了检测。

    本没抱多少希望的检测，结果却让他大为惊讶。

    在更换掉碳酸乙烯后，锂离子电池的析锂与锂沉积速度竟然得到了相当大的改善。

    在使用碳酸乙烯作为提高电池性能的添加剂时，新电池的库伦效率最高也只有99.93%左右。

    而在更换成臭代碳酸酯后，新电池的库伦效率竟然提升到99.98%左右。

    0.05个百分点的提升，这足以充放电循环次数提升三百到是四百次了。

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    但缺点也有，在更换了碳酸乙烯后，锂电池的性能下降了不少。

    比如充电速度降低了近百分之十八，电解液的活化性能也降低了不少。

    不过相对比析锂问题得到解决，这些都是可以接受的。

    .......

    “问题居然出在碳酸乙烯上？这真难以相信。”

    看着检测结果，徐川再度惊诧。

    如果他没记错的话，碳酸乙烯这种添加剂，在未来的锂离子电池、锂金属电池、甚至是锂硫电池中都有使用。

    因为相对其他的添加剂来说，碳酸乙烯对于锂电池电池性能的提升相当高，其他的添加剂根本就无法相比。

    这也是他并没有怎么想过问题会出现在这上面的原因。

    但现在，实验结果明明白白的告诉了他，导致析锂和锂沉积的罪魁祸首就是碳酸乙烯。

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    “真是很难相信啊。”

    盯着检测结果，徐川再度陷入了沉思。

    解决了析锂问题，本应该是一件很让人高兴的事情，但他却对此产生了怀疑。

    在未来米国那家研究所解决锂枝晶问题的时候，肯定也遇到过这种问题，只是，他们依旧选择了碳酸乙烯作为添加剂。

    这是为什么？

    碳酸乙烯作为添加剂，的确能提升锂电池的性能，但如果它是导致锂枝晶问题的罪魁祸首，那么怎么都应该将其更换掉来着。

    为什么那家研究所没有这么做？

    对于这个问题，徐川有些想不通了。

    ..........