鋰電池電解液的主要成分和配置方法主要有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-04 11:02
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鋰電池電解液主要成分構(gòu)成
電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。
(1)溶劑：環(huán)狀碳酸酯(PC、EC);鏈狀碳酸酯(DEC、DMC、EMC);羧酸酯類(MF、MA、EA、MA、MP等);(用于溶解鋰鹽)
(2)鋰鹽：LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等;
(3)添加劑：成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過(guò)充保護(hù)添加劑、控制電解液中H2O和HF含量的添加劑、改善低溫性能的添加劑、多功能添加劑;
鋰電池的電解質(zhì)的基本要求
a.高的鋰離子電導(dǎo)率，一般應(yīng)達(dá)到1x10-3~2x10-2S/cm;
b.高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在較寬的電壓范圍內(nèi)不發(fā)生分離;
c.較寬的電化學(xué)窗口，在較寬的電壓范圍內(nèi)保持電化學(xué)性能的穩(wěn)定;
d.與鋰電其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性;
e.安全、無(wú)毒、無(wú)污染性。
鋰電池電解液配方優(yōu)化
1、將碳酸乙烯酯用氯氣氯化合成了氯代碳酸乙烯酯，然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫，制得碳酸亞乙烯酯。氯化反應(yīng)在無(wú)溶劑條件下進(jìn)行，消去反應(yīng)以常用作電解液溶劑的碳酸二甲酯為溶劑，可以防止溶劑的殘留造成對(duì)添加劑的不良影響，同時(shí)選擇2，3，4-三叔丁基苯酚做阻聚劑，兩步反應(yīng)收率75.0%，比文獻(xiàn)值高。
2、用無(wú)水KF與氯代碳酸乙烯酯反應(yīng)制備氟代碳酸乙烯酯，安全成本降低，生產(chǎn)工藝易于控制，以PEG.800為催化劑，單步收率82.5%。
3、將1，3-丙烷磺內(nèi)酯用氯氣氯化合成了2-氯-1，3-丙烷磺內(nèi)脂，然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫，制得1，3-丙烷磺內(nèi)酯，與文獻(xiàn)相比，反應(yīng)路線大大縮短，兩步反應(yīng)收率72.7%。
鋰電池電解液的優(yōu)勢(shì)
鋰電池主要使用的電解質(zhì)有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。電解液作為鋰電池的重要組成部分對(duì)提升鋰離子電池的循環(huán)性能、能量密度，起著不可替代的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證，鋰電池電解質(zhì)的市場(chǎng)前景十分廣泛。
總而言之，鋰電池電解質(zhì)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是從現(xiàn)階段的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)逐步向固態(tài)電解質(zhì)過(guò)渡，期間也會(huì)有各種其他體系的電解質(zhì)出現(xiàn)。電解質(zhì)的研發(fā)不僅需要綜合考慮其電化學(xué)性質(zhì)、熱力學(xué)性質(zhì)、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等，同時(shí)也需要考慮與相應(yīng)匹配的正負(fù)極材料的兼容性問(wèn)題以及電池的具體應(yīng)用條件來(lái)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，從而取得各個(gè)性能指標(biāo)的綜合整體提升。鋰電池整體性能的提升是一個(gè)綜合性工程，需要各組成部分的協(xié)同進(jìn)步。
