電解液的使用對(duì)鋰離子電池性能有什么影響？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-08 22:14
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電解液的使用如何影響鋰離子電池的性能?電解液是鋰離子電池的重要組成部分。鋰離子電池的性能與電解液密切相關(guān)。電解質(zhì)組成主要有:有機(jī)溶劑、鋰鹽、添加劑。為不同的正極和負(fù)極材料選擇合適的電解液體系，不僅能保證電池良好的電化學(xué)性能，還能根據(jù)不同的負(fù)極材料的要求，確定適當(dāng)?shù)碾娊庖河昧俊?/div>
電解液的使用如何影響鋰離子電池的性能?
鋰離子電池電解液。JPG
1. 電解液濃度
比較分析了兩種濃度的電解質(zhì)對(duì)鋰離子電池放電比容量、倍增器性能和循環(huán)性能的影響。結(jié)果表明，在3-4.3v、45mA/g電流密度下，1mol/L電解液的第一放電比容量為138.4mah/g，而3mol/L電解液的第一放電比容量為138.7mah/g。在倍增器性能和循環(huán)性能方面，1mol/L電解液組裝的電池明顯優(yōu)于3mol/L電解液組裝的電池。同時(shí)，EIS分析指出，使用3mol/L電解質(zhì)會(huì)增加電池阻抗，導(dǎo)致電池性能惡化。
2. 電解液用量對(duì)電池容量的影響
小液滴電解液充放電曲線異常，充放電容量遠(yuǎn)高于其他值，放電容量遠(yuǎn)低于其他值。容量隨著電解質(zhì)的增加而增加，而最好的鋰離子電池有一個(gè)隔膜，它只會(huì)濕潤(rùn)。可以看出，電解液體積不夠，正極沒(méi)有完全滲透，隔膜沒(méi)有滲透，導(dǎo)致內(nèi)阻大，容量低。電解質(zhì)含量的增加有利于充分利用活性物質(zhì)的能力。這說(shuō)明電池容量與電解液的量有很大的關(guān)系。電池容量隨著電解質(zhì)的添加而增加，但最終趨于恒定。
3.電解液用量對(duì)電池循環(huán)性能的影響
隨著倍增器的增大，電池的容量差越來(lái)越明顯，電池的循環(huán)性能越來(lái)越差。電解液數(shù)量少，電導(dǎo)率降低，循環(huán)后內(nèi)阻迅速增大，部分電解液在電池中的分解或揮發(fā)加速，即電池循環(huán)性能的劣化率逐漸加快。過(guò)多的電解質(zhì)會(huì)增加細(xì)胞的副作用和產(chǎn)生更多的氣體，從而導(dǎo)致細(xì)胞的循環(huán)性能下降。此外，也浪費(fèi)了太多的電解質(zhì)。由此可見(jiàn)，電解液的量對(duì)電池的循環(huán)性能有非常明顯的影響。
4. 電解液用量對(duì)電池安全性能的影響
鋰離子電池的安全性能主要是在使用過(guò)程中不出現(xiàn)外殼和爆炸。電池爆炸的原因之一是注入的液體量沒(méi)有達(dá)到技術(shù)要求。當(dāng)電解液過(guò)少時(shí)，電池內(nèi)阻大，發(fā)熱高。溫度升高導(dǎo)致電解液氣體產(chǎn)生迅速分解，導(dǎo)致膜熔化，導(dǎo)致電池氣體膨脹短路爆炸。
5. 電解液對(duì)鋰電池質(zhì)量的影響
在使用LiTFSI作為電解液的鋰硫電池中，鋰原子與硫原子結(jié)合，在電極表面形成鋰硫(LiSx)。當(dāng)LiFSI作為電解質(zhì)時(shí)，就會(huì)形成硫酸鋰(LiSOx)。通過(guò)計(jì)算這兩種鋰化合物結(jié)合的緊密程度，他們發(fā)現(xiàn)硫化鋰更容易斷裂并釋放鋰。然而，硫酸鋰是很難分離的，所以硫酸鋰中的氧是罪魁禍?zhǔn)住?/div>
在鋰離子電池中，電解液是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)鋰離子電池的性能有著重要的影響。理想情況下，充放電時(shí)正極和負(fù)極之間要有足夠的電解液和足夠的Li+濃度，以減少電解液濃度極化引起的性能退化。
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