解析鋰電池電解液的組成及制作條件
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-08 05:00
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電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一，號稱鋰離子電池的“血液”，在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。有機(jī)溶劑是電解液的主體部分，與電解液的性能密切相關(guān)。今天就和存能電氣小編一起來了解鋰電池電解液的組成及具備條件。
什么是電解液?
電解液是化學(xué)電池、電解電容等使用的介質(zhì)(有一定的腐蝕性)，為他們的正常工作提供離子,并保證工作中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是可逆的。電解液由專用硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成，密度一般是1.24-1.30克每立方厘米。電解液不是電解質(zhì)溶液的簡稱，而比它的涵蓋面更廣，包括電解質(zhì)的水溶液與熔化狀態(tài)的電解質(zhì)。
一、鋰電池電解液的組成
1、有機(jī)溶劑
鋰電池電解液中常用的溶劑有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，一般不使用碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)等主要用于鋰一次電池的溶劑。PC用于二次電池，與鋰電池的石墨負(fù)極相容性很差，充放電過程中，PC在石墨負(fù)極表面發(fā)生分解，同時引起石墨層的剝落，造成電池的循環(huán)性能下降。
通常認(rèn)為，EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰電池優(yōu)良的電解液，如EC+DMC、EC+DEC等。但并不絕對，當(dāng)PC與相關(guān)的添加劑用于鋰離子電池，有利于提高鋰電池的低溫性能。
有機(jī)溶劑在使用前必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，如要求純度在99.9%以上，水分含量必須達(dá)到10*l0-6以下。嚴(yán)格控制有機(jī)溶劑的水分，對于配制合格鋰電池電解液有著決定性影響。利用分子篩吸附、常壓或減壓精餾、通入惰性氣體的方法，可以使水分含量達(dá)到要求。
2、電解質(zhì)鋰鹽
LiPF6是最常用的電解質(zhì)鋰鹽，是未來鋰鹽發(fā)展的方向。LiPF6 對負(fù)極穩(wěn)定，放電容量大，電導(dǎo)率高，內(nèi)阻小，充放電速度快。但對水分和HF酸極其敏感，易于發(fā)生反應(yīng)，只能在干燥氣氛中操作，且不耐高溫，80℃～100℃發(fā)生分解反應(yīng)，生成五氟化磷和氟化鋰，提純困難，因此配制鋰電池電解液時應(yīng)控制LiPF6溶解放熱導(dǎo)致的自分解及溶劑的熱分解。
3、添加劑
添加劑的種類繁多，不同的鋰電池生產(chǎn)廠家對電池的用途、性能要求不一，所選擇的添加劑的側(cè)重點(diǎn)也存在差異。一般來說，所用的添加劑主要有三方面的作用：
鋰電池電解液中加入苯甲醚改善SEI膜的性能，在鋰離子電池電解液中加入苯甲醚或其鹵代衍生物，能夠改善電池的循環(huán)性能，減少電池的不可逆容量損失;
鋰電池電解液加入金屬氧化物降低電解液中的微量水和HF酸;
防止過充電、過放電。
二、鋰電池電解液制作需具備條件
√ 鋰電池電導(dǎo)率高，一般應(yīng)達(dá)到10-3～2*10-3S/cm;鋰離子遷移數(shù)應(yīng)接近于1;
√ 電化學(xué)穩(wěn)定的電位范圍寬;必須有0～5V的電化學(xué)穩(wěn)定窗口;
√ 熱穩(wěn)定好，使用溫度范圍寬;
√ 化學(xué)性能穩(wěn)定，與電池內(nèi)集流體和活性物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
√ 安全低毒，最好能夠生物降解。
