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新能源汽车对锂离子电池的电化学性能(例如充放电效率、倍率性能、安全性能等)提出了更严格的要求,同时要求新型的锂离子电池相对传统锂离子电池要有更宽的温度使用范围;在低温性能方面,传统锂离子电池已不能满足动力电池的使用要求。锂离子电池的电解液是锂离子电池的重要组成部分,对电池的性能有很大影响。电解液在锂离子电池中的主要功能是传导锂离子和在负极形成优良的SEI(solid elecrolyte interface,固体电解质界面)膜;因此,要求电解液既要有较高的离子电导率,还要能形成薄而致密稳定的SEI膜;考虑到锂离子电池的实际使用情况,电解液还需要具有较宽的电化学稳定电位范围和使用温度范围等。低温充放电性能是现有动力锂离子电池的主要短板;电解液优化对低温性能的影响至关重要。本论文主要涉及汽车用动力锂离子电池电解液的溶剂组分优化,添加剂的优化以及综合性能改善三个方面的内容:(1)电解液溶剂体系的研究表明,不同溶剂对电解液的电导率影响程度不同,大部分稳定范围影响大小排序为DMC>EC>EMC>DEC,而醋酸酯类溶剂如EA等对改善低温和倍率效果显著,但对长期循环性能和高温影响严重;通过DOE&混料实验设计,电导率、粘度、熔点等测试,确定低温最优的溶剂体系为:EC:EMC:DMC=30:50:20:(2)对成膜添加剂的研究表明,FEC形成的SEI膜具有更低的低温阻抗特性,最适合做本项目的基础成膜添加剂;特殊低温添加剂B的加入,对改善低温性能作用明显;FEC和B添加剂的同时使用,低温性能非常突出。(3)为抑制FEC和B添加剂体系电解液的高温循环差的问题,开发了多款高温添加剂,研究表明在FEC和B添加剂的基础上加入添加剂MMDS,保证低温充放电性能的同时,其电解液体系的高温和长期循环性能也得到很大改善。最后通过电解液的溶剂组分优化、添加剂优化以及综合性能改善三方面的改进,成功开发出一款动力电池用低温电解液,使用其电解液体系的锂离子电池既具有优异的低温充放电性能,长期循环和高温性能也得到较大改善,具有优异的综合性能。