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锂离子电池具有比能量大、循环寿命长、自放电小等显著的优点，被广泛应用于各种电子产品中，成为储能领域发展的热点。然而，随着应用的广泛，也对锂离子电池提出了更高的要求，如何在恶劣的环境条件下提高其循环性能和安全性能成为了人们关注的话题。磷酸环酐类化合物作为锂离子电池电解液添加剂，能有效改善锂离子电池性能。本文将对近几年的相关专利文献进行总结。

        为改善锂离子电池高温循环性能及存储特性，李新海[1]等发明了一种锂离子电池电解液，包括质子惰性有机溶剂、电解质锂盐和环状磷酸酐添加剂。环状磷酸酐的质量占电解液总质量的0.01%~10%。环状磷酸酐的结构式如图1，R₁，R₂，R₃可以相同或不同，C链长度为2~11。

图1. 环状磷酸酐结构式

        制备所得的电解液用于锂离子二次电池时，在大于4.4V电压下环状磷酸酐发生聚合，在正极材料表面形成稳定的聚合物膜，从而使电池正极材料的高温容量保持率大幅度提升，同时能够显著降低其自放电，有效地降低锂离子二次电池高温存储及高温循环下的产气量，提升锂离子电池的循环性能。

        为改善锂离子电池的低温循环特性和高倍率放电特性，李素丽[2]等在电解液中添加磷酸环酐类化合物（质量分数0.05%~3%）和四氟硼酸锂（质量分数0.01%~2%）。所用的磷酸环酐类化合物结构如图1所示，R₁，R₂，R₃独立地选自碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为6~26且含有至少一个苯环的基团。在电解液中同时加入四氟硼酸锂和磷酸环酐类化合物，在锂离子电池的阳极表面形成了稳定且离子电导率高的固体电解质界面膜，并有效抑制四氟硼酸锂的还原分解，从而减小其对阳极嵌锂过程动力学的不利影响，使得锂离子的移动变得顺畅，从而达到优异的低温充放电性能和倍率性能。

        为提高锂离子电池的热稳定性和安全性，龙兵[3]等人在电解液中添加了磷酸环酐类化合物和环磷腈类化合物。磷酸环酐类化合物含量为电解液总重量的0.05%~3%，环磷腈类化合物的含量为电解液总重量的0.01%~10%。该电解液应用到锂离子电池中后，不仅有利于电解液在负极表面形成稳定的相界面膜，还能够增加膜的离子电导率，减小了循环过程中膜阻抗的增加。因此不仅能够提高锂离子电池的循环性能，而且能够提高锂离子电池在高温下的热稳定性。

        为了改善电池的防过充性能，研究人员[4]又发明了一种非水电解液。其中，非水有机溶剂含有至少一种环内酯化合物，添加剂包含至少一种负极成膜添加剂和至少一种正极钝化保护剂。正极钝化保护剂选自3,4-乙烯二氧噻吩、磷酸环酐化合物、腈化合物中的一种，占电解液中的质量分数为0.1%~10%。负极成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、丁二酸酐、马来酸酐、四氟硼酸锂等其中一种，占电解液质量分数为0.1%~20%。电解液中的负极成膜添加剂的还原电位高于环内脂化合物且能够形成稳定负极钝化膜，正极钝化保护剂可以抑制环内脂化合物在正极的氧化分解，从而不仅能够提高锂离子电池的过充性能，且不影响电池的循环性能。

        随着锂离子电池的广泛应用，其使用环境也是多种多样的，因此对电池性能的要求也就越来越高。磷酸环酐类化合物是有效的正极保护剂，能在正极形成保护膜，其合理添加不仅能提高电池的低温循环性，还能增强电池的高温稳定性和安全性，有利于锂离子电池的进一步发展和应用。

参考文献

[1]李新海, 颜果春, 王志兴, 等. 一种电解液和锂离子二次电池. CN 103779607B, 2017.04.05.
[2]李素丽, 付成华, 王可飞, 等. 一种非水电解液及使用该电解液的锂离子电池. CN 104332653A, 2015.02.04.
[3]龙兵, 张昌明, 陈培培, 等. 电解液以及包括该电解液的锂离子电池. CN105047994A, 2015.09.22.
[4] 龙兵, 张昌明, 陈培培, 等. 非水电解液及使用该非水电解液的锂离子电池. CN105449279A, 2016.03.30.

相关链接：1-丙基磷酸酐

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