甲烷二磺酸亚甲酯的特性与电池应用

甲烷二磺酸亚甲酯，常温常压下为白色或类白色晶体固体，是锂离子二次电池中常见的电解液添加剂。甲烷二磺酸亚甲酯可由甲烷二磺酸（MDA）与甲醛通过化学反应制备得到，该物质在电解液中比较容易变色，它多与硫酸乙烯酯等联用可显著地降低电池的内阻，有利于增加电池的循环性能和高温性能。

图1 甲烷二磺酸亚甲酯的性状图

特性

甲烷二磺酸亚甲酯在分解后可以在固体电解质相界面中得到磺酸盐类的结构，它的导锂离子能力好，可用于降低三元材料锂电池的阻抗。但同时也可能是由于分子结构中的甲醛结构，使得甲烷二磺酸亚甲酯容易导致电解液变色，给使用带来了一些顾虑。同时，这个化合物在成本上也不低，因此使用没有那么普遍，不过它仍不失为一种有效的添加剂，与硫酸乙烯酯等联用可以进一步降低电池的内阻，有利于循环性能和高温性能。

电池应用

添加了甲烷二磺酸亚甲酯的电池具有很好的高温循环性能，该物质适用于动力电池特别是锰酸锂做正极材料的动力电池，甲烷二磺酸亚甲酯能防止高温下溶出的锰元素吸附在负极表面，抑制了阻抗上升从而有效提高了循环周期特性，可以大大增加其循环寿命。甲烷二磺酸亚甲酯可以提升钴酸锂电池在4.5V下循环寿命，用量 0.5%。加入该物质后正极的表面膜从15~20nm下降到了3~5nm，薄的表面膜有利于减少电池内阻提升性能。甲烷二磺酸亚甲酯高压下可在正极分解成膜，降低LiF的含量进而提高界面导锂新能，同时抑制LiPF6及电解液在正极表面的分解。此外，甲烷二磺酸亚甲酯经常与硫酸乙烯酯等联用，该物质与2%硫酸乙烯酯的混合使用可显著抑制三元材料的反应阻抗的增长。[1]

参考文献

[1] 陈锦绣, 范自强, 柳方圆等. 甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)添加剂对石墨软包电池的性能提升及作用机理研究 [J]. 化工设计通讯, 2023, 49(9): 153-157.