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DTD 变色机理与抑制方法之思考(中)

已有 5060 次阅读 2020-3-5 14:28 |个人分类:锂电电解液|系统分类:观点评述| 硫酸乙烯酯, 变色, 机理, DTD

(因为保密,我不能写出各化合物的名称,只能以代号来进行介绍,请谅解,如果有错误之处请不吝指正。)

我们找来了几种在电解液中对抑制酸或者抑制色度的添加剂,加入到DTD电解液中进行存储变色的实验,发现有一定的规律:

                      抑制变色效果     还原性     除水/除酸能力

含硫化合物S        √                   √                  ×

含磷化合物P         √                    √                   ×

异氰酸酯A           √                    ×                  √

异氰酸酯B          √                    ×                  √

含氮化合物M       √                   ×                   √

酰亚胺化合物C       √                  ×                   √

铝箔/铝片           √                     √                   ×

(顺便说一下,化合物如果能够与水反应,绝大多数也能与酸反应,因为水是一种很弱的酸,与弱酸都能反应,与强更多的酸自然更容易)

在上述添加剂中,只要具备了还原性或者是除水/除酸能力之一,就能够产生抑制DTD变色的效果。这是一个逻辑或的关系。

不过,在DTD电解液中加入含氮化合物M,浓度高一点会产生白色的沉淀,电解液出现混浊,这个应该是两个主要成分之间的酸碱反应。但是,混浊归混浊,这个电解液照样能够抑制变色!

如果一种化合物即具有较强的还原性又具有除水能力,是不是能够成为一种很好的抑制DTD电解液变色的添加剂呢? 这样的化合物不太好找,金属锂/钠这些活泼金属,以及铁粉/亚铁盐类或许是可以的,但是固体不便在电解液中使用,难以保持新鲜的表面,而铁离子是有害杂质,不宜引入。最好还是找一种能够均匀分散到电解液中而且反应之后不带入有害杂质的成分。开始我想到了维生素C(这可是第二种“VC”  ^_^)这一类脱氧剂,但它含有羟基可能会生成HF酸而不适合。

我曾考虑过某种即能与水/酸反应又具有一定还原性的化合物X,尝试过用于抑制DTD的变色试验,但结果是效果很不理想,相比于不加它,色度反而增加了。原因后来分析推断,可能是X过于活泼,与LiPF6存在直接反应的可能性。

通过一些努力,优化了不同添加剂及不同浓度对电解液性能的影响,发现含磷化合物A具有非常好的抑制变色的效果,而且只要这一种就具有不错的效果,但如果能够配合其它一些添加剂,综合效果更好,可以显著的提供DTD电解液的存储时间。

不过,很遗憾的是,我还是没有找出来这个变色的化合物究竟是什么东西,希望高校的朋友当做基础性的工作来研究研究,这对我们产业将是非常有帮助的,能够提供理论上的指导。希望这个文章的下部能够有更好的解释出现。




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