鋰聚合物電池電解質(zhì)有哪些？

鋰聚合物電池電在電池市場上占主導地位，但是你知道嗎？鋰聚合物電池電解液是有液體和固態(tài)之分的，下面就來了解一下吧。

（一）液態(tài)電解質(zhì)

電解質(zhì)的選用對鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學穩(wěn)定性能好尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，具有較高的離子導電率，而且對陰陽極材料必須是惰性的，不能浸腐它們。由于鋰離子電池充放電電位較高而且陽極材料嵌有化學活性較大的鋰，所以電解質(zhì)必須采用有機化合物而不能含有水。但有機離子導電率都不好，所以要在有機溶劑中加入可溶解的導電鹽以提高離子導電率。目前鋰離子電池主要是用液態(tài)電解質(zhì)，其溶劑為無水有機物，多數(shù)采用混合溶劑。

常見的有機液體電解質(zhì)一般是1molL鋰鹽/混合碳酸脂溶劑構(gòu)成的體系。作為傳遞電荷與傳質(zhì)過程的介質(zhì)，鋰離子電池適用的電解液通常應滿足以下幾方面的要求：

A.在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的電導率，最好達到（1~2）×10-3S/cm以上，鋰離子遷移數(shù)盡可能高；B.液態(tài)溫度范圍（液程）寬，至少在-20~80℃范圍內(nèi)為液體；C.化學穩(wěn)定性好，與電極活性物質(zhì)（如正、負極材抖）、集流體、隔膜等基本上不發(fā)生反應

D.與電極材料的相容性好，能形成穩(wěn)定、有效的鈍化膜；

E.電化學穩(wěn)定性好，分解電壓高，以減少電池的自放電和工作時電池內(nèi)壓的升高；F.閃點、燃點高，安全性好；G.環(huán)境友好性，分解產(chǎn)物對環(huán)境影響較小。

上述要求是實現(xiàn)鋰離子電池低內(nèi)阻、長壽命和高安全性的重要保證。鋰鹽、有機溶劑的選擇和電解質(zhì)溶液的優(yōu)化決定著電池的循環(huán)效率、工作電壓、操作溫度和儲存期限等是開發(fā)鋰離子電池的關(guān)鍵技術(shù)之一。從某種意義上說，鋰離子電池液體電解質(zhì)對電池性能具有決定性的作用。

經(jīng)過幾十年的研究和實踐，鋰離子電池使用的電解液己基本成型，商品化的電解液一般選擇LiPF6作為鋰鹽，溶劑多為碳酸乙烯脂（EC）與碳酸二甲脂（DMC）或者碳酸二乙酯（DEC）構(gòu)成的混合溶劑。此外，還有少量基于特殊目的使用的電解液體系。這些電解液體系，支撐著鋰離子電池的商品化以及今后的研究和發(fā)展。

（二）固態(tài)電解質(zhì)

用金屬鋰直接用作陽極材料具有很高的可逆容量，其理論容量高達3862

mAh.g1，是石墨材料的十幾倍，價格也較低，被看作新一代鋰離子電池最有吸引力的陽極材料，但會產(chǎn)生枝晶鋰。采用固體電解質(zhì)作為陽極材料成為可能。此外使用固體電解質(zhì)可避免液態(tài)電解液漏夜的缺點，還可把電池作成更?。ê穸葍H為0.1mm），能量密度更高，體積更小的高能電池。破壞性實驗表明固態(tài)鋰離子電池使用安全性能很高，經(jīng)釘穿，加熱，短路和過充等破壞性實驗，液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池會發(fā)生漏夜、爆炸等安全性問題，而固態(tài)電池除內(nèi)溫略有升高外并無任何其它安全性問題出現(xiàn)。固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、成本低等特點，即可作為陰陽電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干性固體聚合物電解質(zhì)和凝膠聚合物電解質(zhì)。固體聚合物電解質(zhì)主要還是基于聚氧化乙烯，其缺點是離子導電率較低，在固體聚合物電解質(zhì)中離子傳導主要是發(fā)生在無定性區(qū)，借助聚合物鏈的移動進行遷移。聚氧化乙烯容易結(jié)晶是由于其分子鏈的高規(guī)整性，而晶形化會降低離子導電率。因此要想提高離子導電率一方面可通過降低聚合物的結(jié)晶度，提高鏈的可移動性，另一方面可通過提高導電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等手段來破壞高聚物的結(jié)晶性能，可明顯的提高其離子導電率。此外加入無機復合鹽也能提高離子導電率。在固體聚合物電解質(zhì)中加入介電常數(shù)低相對分子質(zhì)量的液態(tài)有機溶劑則可大大提高導電鹽的溶解度，所構(gòu)成的電解質(zhì)即為凝膠聚合物電解質(zhì)，它在室溫下具有很高的離子導電率，但在使用過程中會發(fā)生析液而失敗。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。