电解液浸润剂的种类与浸润机理是什么？

  电解液的浸润性能直接影响着电芯的性能。我们通过注液后高温＋常温静置来使电解液渗透到极片与隔膜的每一处孔隙。也可以通过浸润剂来改善浸润效果以此达到电解液与极片和隔膜充分有效的填充。

浸润剂浸润机理主要分为两点：

1、物理机制：降低表面张力、调节粘度

2、化学机制：涉及与电极材料的相互作用，比如形成更稳定的SEI膜，间接促进浸润；总的来说就是 降低界面张力、优化电解液物化性质，以及促进电极-电解质界面相容性。具体的浸润物质与机理如下：

a、氟代化合物（如FEC、PFPE）

b、醚类溶剂（如DOL、DME）

c、酯类添加剂（如GBL）

d、表面活性剂（如Tween、含氟表面活性剂）

e、离子液体（如EMIM-TFSI）

f、硅基化合物（如硅氧烷）

g、聚醚类（如PEG）

h、其他（如VC、SN）

  降低表面张力：氟代物质：如氟代碳酸乙烯酯（FEC）和全氟聚醚（PFPE）

  具体作用机理：比如氟原子的高电负性和低极化率，这可能导致分子间作用力较弱，从而降低表面张力。FEC表面张力仅为常规碳酸酯溶剂（如EC）的约70%，促进电解液在电极表面快速铺展。

  氟代化合物的疏油性和亲脂性可能帮助电解液更好地渗透到电极的孔隙中。氟代化合物的低气体溶解度 和 疏气性 可减少电极孔隙内气泡滞留，避免“干区”形成。

  缺点：全氟化合物（如PFPE）合成复杂，价格昂贵；过量添加可能降低电解液电导率。

电解液黏度调节：

1、低粘度溶剂（如DOL、THF）：直接稀释高粘度溶剂（如EC），提升电解液渗透速率。

2、聚醚类添加剂（如PEG、PPG）：通过分子链柔性调节局部粘度，平衡渗透性与离子电导率。

  具体作用机理：低粘度溶剂减少锂离子（Li⁺）的溶剂化层阻力，提高Li⁺迁移数（tLi+tLi+），间接优化电极-电解质界面的离子传输效率. 聚醚链的柔顺性可局部降低电解液粘度（尤其在电极孔隙内），同时长链结构在宏观上避免过度稀释，维持锂盐解离度。且聚醚分子通过醚氧键与电极表面羟基（-OH）或氧化物形成氢键，增强界面结合力，减少电解液与电极的排斥效应。

  缺点：低黏度溶剂如DOL、THF化学稳定性较差，高压下易产气；THF高温易挥发，增加电池胀气、燃烧风险。聚醚类添加剂如下PEG在高压正极下易断链氧化，生成羧酸类产物，增加界面阻抗。且过量添加（>5%）会因长链缠绕增加电解液粘度，抵消低粘度溶剂的优势。

需平衡低粘度溶剂与聚醚类添加剂的浓度比例，避免性能冲突（如高挥发性和高粘度共存）。

形成稳定的SEI/CEI膜：

含氟类物质：如FEC、PFPE；

碳酸酯类物质：如VC等    

  具体作用机理：部分浸润剂在改善润湿性的同时，参与形成更均匀的SEI/CEI膜，减少界面阻抗，间接促进离子传输。如FEC分解生成LiF，在负极表面形成致密SEI膜，抑制电解液持续分解，避免界面干涸。PFPE对正极的保护：在高电压正极（如NCM811）表面形成富氟CEI膜，减少过渡金属溶出导致的润湿性劣化。VC（碳酸亚乙烯酯）：在正极表面形成薄而稳定的CEI膜，抑制电解液分解，维持长期润湿性。

  缺点：VC在＞4.5V高压下易分解，且添加量过多会导致SEI膜增厚，增大阻抗，反而会影响浸润。FEC在高温＞60℃下易产气，FEC在＞4.5V高压下也易氧化。

  浸润添加剂虽然有着改善电解液浸润的效果，但凡事都有利就有弊。也需要认真分析添加剂对电芯带来的一些负面影响。使用过程中也可以多种添加剂溶剂进行复配，以充分发挥优势并降低劣势。