介紹鋰電池電解液發(fā)展歷史
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 20:26
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電解液發(fā)展歷史，鋰電解液與水。在傳統(tǒng)電池中，水通常被用作電解液系統(tǒng)的溶劑，電解液是鋰電池的重要組成部分，所以掌握電解液的組成是充分發(fā)揮電池性能的關(guān)鍵。電解液作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一，與電池的正極和負(fù)極相連，不僅需要高的鋰離子電導(dǎo)率，而且具有良好的電子絕緣性。
鋰電池電解液。JPG
電解質(zhì)的發(fā)展歷史
電解液作為四種鋰電池材料之一，目前只有少數(shù)國外企業(yè)能夠較早生產(chǎn)。上世紀(jì)90年代末，中國鋰離子電池企業(yè)(比亞迪、天津力神、ATL等)在起步階段完全依賴進(jìn)口電解液，價(jià)格高、交貨周期長，不利于新興鋰電池行業(yè)的發(fā)展。從2001年開始，國內(nèi)電解液開始進(jìn)入市場，電解液價(jià)格迅速下降，開始逐步取代進(jìn)口電解液。
第一代:硼酸+乙二醇體系，發(fā)明已有50多年，含水量高，否則電導(dǎo)率太低。硼酸和乙二醇酯化偏硼酸和硼酸可以產(chǎn)生水、電解液中存在少量的水可以幫助支持氧化物的形成,有利于提高氧化膜的修復(fù)能力,但大量的水會(huì)導(dǎo)致電極箔的腐蝕,氫,并在高溫蒸汽壓較高,容易導(dǎo)致電容器破裂。所以這個(gè)系統(tǒng)中的電容器不能在105°c下使用。
第二代:直鏈羧酸鹽+硼酸+乙二醇體系。改進(jìn)的目標(biāo)是減少和控制含水量，這意味著必須使用硼酸替代品或其他溶劑來獲得含水量穩(wěn)定、阻抗低的電解質(zhì)。目前，我國還在使用硼酸+直鏈羧酸銨(DCA)+乙二醇體系。雖然該系統(tǒng)可以在一定程度上降低含水率，具有使用成本低的優(yōu)點(diǎn)，
第三代:直鏈羧酸鹽+乙二醇體系中，鋁電解電容器的漏電流較第二代電解液有明顯改善，但羧酸鹽的火焰閃爍隨著分子量的增大而增大，其溶解度下降。
第四代:支鏈羧酸鹽+乙二醇體系，支鏈羧酸鹽代替或部分代替直鏈羧酸鹽，支鏈羧酸鹽溶液較大，熱穩(wěn)定性較好，但成本普遍較高。
目前，全球鋰離子電池電解液供應(yīng)商主要集中在中國、日本和韓國。日本和韓國的主要制造商包括ube化學(xué)有限公司、三菱化學(xué)有限公司和panax-etec。我國電解液行業(yè)起步較晚，但發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。經(jīng)過多年的不斷工藝改進(jìn)和技術(shù)積累，中國已經(jīng)具備了一定的國際競爭力。中國已成為全球最大的鋰電池電解液生產(chǎn)國，電解液企業(yè)在全球市場的份額不斷擴(kuò)大。
鋰電解液與水的關(guān)系
水對各種類型的鹽有很好的溶解性，溶解的離子會(huì)與水分子形成溶解的殼結(jié)構(gòu)。同時(shí)，水溶液具有安全、無毒、導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn)，是理想的鋰電解液。但水的電化學(xué)窗口相對狹窄(分解電位為1.23v)，部分正極和負(fù)極材料與水溶液接觸不穩(wěn)定，可能發(fā)生副反應(yīng)。高濃度電解質(zhì)是解決這一問題的有效方法。
雖然目前排水鋰電池的能量密度也處于劣勢,但由于其安全、環(huán)保、高導(dǎo)電率的優(yōu)點(diǎn)仍有潛在的應(yīng)用在一些地區(qū),后續(xù)由高容量負(fù)極材料和耐高壓水電解質(zhì)的發(fā)展,鋰離子電池的水系統(tǒng)預(yù)計(jì)將引發(fā)新能源領(lǐng)域的一個(gè)新的力量。
