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鋰離子電池電解液

鋰離子電池電解液

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時間:2019-06-14 瀏覽次數(shù):18960

到目前為止,能夠滿足實用電池要求的聚合物或無機固體電解質(zhì)仍十分有限。鋰離子電池的電解液是有機溶劑和無機鹽構(gòu)成的,采用LiPFs的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的混合溶劑體系。

鋰離子電池電解液成分構(gòu)架 

鋰離子電池電解液成分構(gòu)架 

 鋰離子電池電解液性能要求 離子電導(dǎo)率:良好的離子導(dǎo)電性,電導(dǎo)率要達(dá)到10ˉ3﹣2×10﹣3S/cm數(shù)量級 離子遷移數(shù):較理想的鋰離子遷移數(shù)應(yīng)該接近于

1 穩(wěn)定性:熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、0-5V的電化學(xué)穩(wěn)定窗口可生產(chǎn)性安全性 

 安全性:高溫時有效阻斷電池 機械強度:可生產(chǎn)性 室溫電導(dǎo)率平均約為-1×103s/cm,比水溶液電解質(zhì)低近兩個數(shù)量級。因此,為了使商品鋰離子電池能在較高電流下充、放電,電極必須很薄,以增加電極的總面積,降低電極的實際工作電流密度。 電解質(zhì)的作用是在電池內(nèi)部正負(fù)極之間形成良好的離子導(dǎo)電通道。水溶液、有機溶液、聚合物、熔鹽或固體物質(zhì),均可以作為電解質(zhì)。  

水溶液是目前應(yīng)用最廣泛的電解質(zhì)。 

 有機電解液電池的輸出功率比較低。 使用熔融無機鹽作為電解質(zhì)僅在高溫下使用。 

 常規(guī)無機陰離子導(dǎo)電鹽主要有:LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF4這四類。 

 在DMC電解液體系中,幾種電解液鋰鹽的氧化電位的順序:LiPF6>LiBF4>LiAsF6>LiClO4 在EC/DMC電解液體系中電導(dǎo)率的變化規(guī)律:LiAsF6=LiPF6>LiClO4>LiBF4LiCIO4由于高價態(tài)的氯存在,本身是一種強氧化劑,會導(dǎo)致安全性問題而未能商業(yè)化。 LiBF4其電解液的電導(dǎo)率相對較低,可以做添加劑使用。

 LiAsF6電解液具有高電導(dǎo)率,但是As有毒,對環(huán)境有害,因而限制了其應(yīng)用。  

LiPFs相對于其他無機鋰鹽,熱穩(wěn)定性不佳,室溫80℃就可能發(fā)生分解。但由于氧化電位和電導(dǎo)率高,因此作為主要的商用鋰鹽。 

 常規(guī)溶劑的性質(zhì): EC是目前電解液的重要組成成分,具有良好的成膜性,其介電常數(shù)最高,可以充分溶解鋰鹽,對提高電解液的電導(dǎo)率非常有利。但是EC的熔點為36.4℃,沸點為238℃,黏度偏高,不利于在低溫條件下使用。 

 EMC可以提高電解液的低溫電導(dǎo)率及電池的低溫性能。 GBL的熔點為-43.5℃,沸點為204℃,還原產(chǎn)物一般是V-烷氧基-β-酮酯,產(chǎn)生的氣體少,對電池的安全性能有利。 EA的凝固點最低,且黏度較小,因此能顯著提高電解液的低溫性能。

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