鋰離子電池電解質(zhì)的作用以后哪些？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-07 22:25
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鋰離子電池電解液的要求和功能。目前，固體鋰電池可分為無機(jī)固體電解質(zhì)電池和聚合物固體鋰電池。電解液的性能對整個(gè)電池的性能起著至關(guān)重要的作用。它對電池的循環(huán)性能、工作溫度范圍、電池的耐久性都有非常重要的影響。對于鋰離子電池來說，電解質(zhì)的組成至少包括兩部分:溶劑和鋰鹽。
鋰離子電池的電解質(zhì)作用
鋰離子電池電解液。JPG
電解液是構(gòu)成手機(jī)、筆記本電腦、錄像機(jī)等能源輸送設(shè)備二次鋰電池和一次鋰電池容量的核心材料之一。它還提高了移動的陽極和陰極之間的流動性，并作為一種介質(zhì)。電解質(zhì)作為鋰離子電池的重要組成部分，在正負(fù)電極間傳遞離子傳導(dǎo)電流起著重要的作用。選擇合適的電解質(zhì)也是獲得高能量密度和功率密度、長循環(huán)壽命、安全性能好的鋰離子二次電池的關(guān)鍵。
鋰電池的電解液是電池內(nèi)部電解液與電極材料之間的相互作用，本身具有分解反應(yīng)，幾乎參與了電池內(nèi)部所有的反應(yīng)過程。目前，鋰離子電池中含有的電解質(zhì)大部分是有機(jī)體系。在過充、過放電、短路、熱沖擊等濫用情況下，電池溫度迅速升高。電解液一般易燃，經(jīng)常導(dǎo)致電池起火甚至爆炸。
電解質(zhì)是鋰離子電池的重要組成部分，是鋰離子在正極和負(fù)極之間傳輸離子和傳導(dǎo)電流的物質(zhì)。從相上看，鋰離子電池電解液可分為液體、固體和熔鹽電解液三類。
鋰離子電池的電解質(zhì)要求
鋰離子電導(dǎo)率:電解液不具有導(dǎo)電性，但必須具有良好的離子電導(dǎo)率。電解質(zhì)的電導(dǎo)率一般在1×10-3~2×10-3s /cm之間。作為一種電解質(zhì)，必須具有良好的離子電導(dǎo)率和電子絕緣性，才能發(fā)揮離子傳導(dǎo)介質(zhì)的功能，減少其自放電。
●離子遷移數(shù):鋰電池內(nèi)部運(yùn)輸電荷取決于離子的遷移數(shù)，高離子遷移數(shù)可以降低電極反應(yīng)的濃差極化，使電池產(chǎn)生高的能量密度和功率密度。理想的鋰離子遷移數(shù)應(yīng)該盡可能接近1。
●穩(wěn)定性:當(dāng)電解液與電極直接接觸時(shí)，盡量避免副反應(yīng)，這就要求電解液具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
●機(jī)械強(qiáng)度:鋰離子電池電解液需要有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度才能滿足大批量生產(chǎn)電池的包裝工藝。Li等將磷酸三甲酯(TMP)作為高壓電解液添加劑，以Li1.2 Mn0.54 Ni0.13 Co0.13 O2作為電池的正極并進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，電解液中加入1% TMP，可以顯著提高電池的性能和循環(huán)性能。
●優(yōu)異的機(jī)械性能:由于與正極和負(fù)極直接接觸，聚合物鋰電池電解液應(yīng)具有較強(qiáng)的韌性，能夠承受電池組裝、儲存和使用過程中應(yīng)力的變化，且不會發(fā)生脆性裂紋。同時(shí)作為膜片使用，具有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，可以抑制鋰枝晶的產(chǎn)生和擊穿，防止正極和負(fù)極短路。
總的來說，在動力鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域，目前主流的液體電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)都存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，發(fā)展短路、過充、熱控制、燃燒和不可燃的電解質(zhì)是解決動力電池安全問題的關(guān)鍵。
