鋰電池電解液的介紹與發(fā)展現(xiàn)狀

電解質(zhì)是鋰離子電池4大關(guān)鍵數(shù)據(jù)(正極、負(fù)極、疏遠(yuǎn)、電解液)之一,所謂的鋰離子電池“血液”,上升進(jìn)行電子效應(yīng)積極和消極極之間的電池,這是保證鋰離子電池得到高電壓等優(yōu)點(diǎn),具體比例可高。電解液一般由高純有機(jī)溶劑、電解液鋰鹽(六氟磷酸鋰、LiFL6)、必要的添加劑等原料，在一定條件下，按一定比例制造而成。

 

鋰電池電解液的介紹與發(fā)展現(xiàn)狀

 

有機(jī)溶劑是電解質(zhì)的主要組成部分，與電解質(zhì)的功能密切相關(guān)。常見的鋰電解液鹽有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等，但從成本、安全性等方面考慮，六氟磷酸鋰是商用鋰離子電池電解液的首選。添加劑的使用尚未商品化，但已成為有機(jī)電解質(zhì)研究的熱點(diǎn)之一。

 

鋰電池電解液的介紹與發(fā)展現(xiàn)狀

1. 電解液的組成

 

1.1有機(jī)溶劑

 

有機(jī)溶劑是電解質(zhì)的主要組成部分，電解質(zhì)的功能與溶劑的功能密切相關(guān)。鋰離子電池電解液中常用的溶劑有碳酸乙烯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙酯(EMC)等，一般不使用碳酸丙烯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)等先用于鋰電池的溶劑。PC用于二次電池，與鋰離子電池的石墨陰極相容性很差，在充放電過程中，PC在石墨陰極表面分化，加之石墨層剝落，導(dǎo)致電池的循環(huán)功能下降。然而，在EC或EC+DMC復(fù)合電解質(zhì)中可以建立穩(wěn)定的SEI。一般來說，EC與一種碳酸鏈的混合溶劑是鋰離子電池的優(yōu)良電解質(zhì)，如EC+DMC、EC+DEC等。對于相同電解質(zhì)的鋰鹽，如LiPF6或LiC1O4, PC+DME體系中中間相碳微球的c-mcmb數(shù)據(jù)表現(xiàn)出最差的充放電性能(與EC+DEC和EC+DMC體系相關(guān))。但目前還不確定在鋰離子電池中添加相關(guān)添加劑是否有利于提高電池的低溫性能。

 

使用有機(jī)溶劑前必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，如純度要求在99.9%以上，含水率必須達(dá)到10* 0-6以下。溶劑的純度與有機(jī)溶劑的穩(wěn)定電壓純度之間存在著密切的關(guān)系，有機(jī)溶劑的氧化電位約為5V，研究有機(jī)溶劑的氧化電位對電池的避免過充、安全具有重要意義。嚴(yán)格控制有機(jī)溶劑中的水分對生產(chǎn)合格的電解質(zhì)有決定性的影響。當(dāng)含水量低于10*l0-6時(shí)，可以降低LiPF6的分化，減緩SEI的分化，避免氣體膨脹。通過分子篩吸附、常壓或真空蒸餾，并引入惰性氣體，其含水量可達(dá)到要求。

 

1.2鋰電解液

 

LiPF6是目前最常用的鋰電解液，也是未來鋰發(fā)展的方向。雖然LiClO4和LiAsF6也用作電解質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室,電池的高溫函數(shù)使用LiClO4不好,和LiClO4本身是容易破裂造成影響,這是一種強(qiáng)氧化劑,所以它不適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的鋰離子電池。