鋰電池電解液的要求與構(gòu)成分析
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-04 08:14
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鋰電池電解液要求
電解液是鋰電池正負(fù)極之間起傳導(dǎo)作用的離子導(dǎo)體，充放電過(guò)程中，在正負(fù)極間往返地傳輸鋰離子。電解液對(duì)鋰電池的充放電性能(倍率高低溫)、壽命(循環(huán)儲(chǔ)存)、溫度適用范圍都有著比較大的影響。
用于鋰電池的電解質(zhì)一般應(yīng)該滿(mǎn)足以下基本要求：
a.高的離子電導(dǎo)率，一般應(yīng)達(dá)到1×10-3~2×10-2S/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.與電池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。
鋰電池電解液的構(gòu)成
溶劑：環(huán)狀碳酸酯（PC、EC）；鏈狀碳酸酯（DEC、DMC、EMC）；羧酸酯類(lèi)（MF、MA、EA、MA、MP等）；（用于溶解鋰鹽）
鋰鹽：LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等；
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；
(1)成膜添加劑：VC應(yīng)用的比較廣泛，其主要機(jī)理為碳負(fù)極表面發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，生成聚烷基碳酸鋰化合物，從而有效抑制溶劑分子的共嵌入反應(yīng)；PS、ES、DES、DMS等物質(zhì)，其主要機(jī)理為還原分解形成SEI膜的主要成分是無(wú)機(jī)鹽Li2S、Li2SO3或Li2SO4和有機(jī)鹽ROSO2Li，大大增強(qiáng)SEI膜的穩(wěn)定性；
(2)安全類(lèi)添加劑：阻燃添加劑，降低電解液放熱值以及自熱率，主要是含P或F的有機(jī)化合物，如有機(jī)磷化物、有機(jī)氟化物、以及氟代烷基磷酸酯等。放過(guò)充添加劑，其主要機(jī)理為氧化還原梭反應(yīng)（二茂鐵）以及電聚合反應(yīng)（聯(lián)苯、環(huán)己基苯）；
(3)多功能添加劑：除水、導(dǎo)電、成膜等綜合作用，酰胺類(lèi)添加劑，與水形成氫鍵，同時(shí)含有孤對(duì)電子，起到穩(wěn)定SEI膜的作用。
(4)過(guò)充保護(hù)添加劑：對(duì)于采用氧化還原對(duì)進(jìn)行內(nèi)部保護(hù)的方法人們進(jìn)行了廣泛的研究，這種方法的原理是通過(guò)在電解液中添加合適的氧化還原對(duì)，在正常充電時(shí)這個(gè)氧化還原對(duì)不參加任何化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，而當(dāng)電池充滿(mǎn)電或略高于該值時(shí)，添加劑開(kāi)始在正極上氧化，然后擴(kuò)散到負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)。
