電解液是鋰離子電池四大關(guān)鍵材料之一，被稱為鋰離子電池的“血液”，它的作用是在電池中正負極之間傳導(dǎo)電子，也是鋰離子電池獲得高壓、高比能等優(yōu)點的重要保證，對于鋰電池電解液成分的構(gòu)成大家是否了解呢？下面小編將為大家具體介紹關(guān)于鋰電池電解液成分有哪些及鋰電池電解液的種類等內(nèi)容。

一、鋰電池電解液成分有哪些？

鋰電池電解液成分主要由三部分構(gòu)成：

（1）溶劑：環(huán)狀碳酸酯（PC、EC）；鏈狀碳酸酯（DEC、DMC、EMC）；羧酸酯類（MF、MA、EA、MA、MP等）（用于溶解鋰鹽）。

（2）鋰鹽：LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等。

（3）添加劑：成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過充保護添加劑、控制電解液中H2O和HF含量的添加劑、改善低溫性能的添加劑、多功能添加劑。

用于鋰離子電池的電解質(zhì)一般應(yīng)該滿足以下基本要求：

a.高的離子電導(dǎo)率，一般應(yīng)達到1x10-3~2x10-2 S/cm。

b.高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，在較寬的電壓范圍內(nèi)不發(fā)生分離。

c.較寬的電化學窗口，在較寬的電壓范圍內(nèi)保持電化學性能的穩(wěn)定。

d.與電池其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性。

e.安全、無毒、無污染性。

二、鋰電池電解液的種類

1、液體的鋰電池電解液

電解質(zhì)的選用對鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學穩(wěn)定性能好，尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，具有較高的離子導(dǎo)電率(>10-3 S/cm)，而且對陰陽極材料必須是惰性的、不能侵腐它們。

由于鋰離子電池充放電電位較高而且陽極材料嵌有化學活性較大的鋰，所以電解質(zhì)必須采用有機化合物而不能含有水。但有機物離子導(dǎo)電率都不好，所以要在有機溶劑中加入可溶解的導(dǎo)電鹽以提高離子導(dǎo)電率。

目前鋰離子電池主要是用液態(tài)電解質(zhì)，其溶劑為無水有機物如EC、PC、DMC、DEC，多數(shù)采用混合溶劑，如EC/DMC和PC/DMC等。導(dǎo)電鹽有LiClO 4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等,它們導(dǎo)電率大小依次為LiAsF6>LiPF6>LiClO 4>LiBF6。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現(xiàn)爆炸等安全性問題，一般只局限于實驗研究中；LiAsF6離子導(dǎo)電率較高易純化且穩(wěn)定性較好，但含有有毒的As，使用受到限制；LiBF6化學及熱穩(wěn)定性不好且導(dǎo)電率不高，雖然LiPF6會發(fā)生分解反應(yīng)，但具有較高的離子導(dǎo)電率，因此目前鋰離子電池基本上是使用L iPF6。目前商用鋰離子電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC/DMC，它具有較高的離子導(dǎo)電率與較好的電化學穩(wěn)定性。

2、固體電解液

用金屬鋰直接用作陽極材料具有很高的可逆容量，其理論容量高達3862mAh·g-1，是石墨材料的十幾倍，價格也較低，被看作新一代鋰離子電池最有吸引力的陽極材料，但會產(chǎn)生枝晶鋰。采用固體電解質(zhì)作為離子的傳導(dǎo)可抑制枝晶鋰的生長，使得金屬鋰用作陽極材料成為可能。此外使用固體電解質(zhì)可避免液態(tài)電解液漏液的缺點，還可把電池做成更薄(厚度僅為0.1mm)、能量密度更高、體積更小的高能電池。破壞性實驗表明固態(tài)鋰離子電池使用安全性能很高，經(jīng)釘穿、加熱(200℃)、短路和過充(600%)等破壞性實驗，液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池會發(fā)生漏液、爆炸等安全性問題，而固態(tài)電池除內(nèi)溫略有升高外(<20℃)并無任何其它安全性問題出現(xiàn)。固體聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、成本低等特點，既可作為正負電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。

固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干形固體聚合物電解質(zhì)(SPE)和凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)。SPE固體聚合物電解質(zhì)主要還是基于聚氧化乙烯(PEO)，其缺點是離子導(dǎo)電率較低，在100℃下只能達到10-40cm。在SPE中離子傳導(dǎo)主要是發(fā)生在無定形區(qū)，借助聚合物鏈的移動進行傳遞遷移。PEO容易結(jié)晶是由于其分子鏈的高規(guī)整性，而晶形化會降低離子導(dǎo)電率。因此要想提高離子導(dǎo)電率一方面可通過降低聚合物的結(jié)晶度，提高鏈的可移動性，另一方面可通過提高導(dǎo)電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等手段來破壞高聚物的結(jié)晶性能，可明顯地提高其離子導(dǎo)電率。此外加入無機復(fù)合鹽也能提高離子導(dǎo)電率。在固體聚合物電解質(zhì)中加入高介電常數(shù)低相對分子質(zhì)量的液態(tài)有機溶劑如PC則可大大提高導(dǎo)電鹽的溶解度，所構(gòu)成的電解質(zhì)即為GPE凝膠聚合物電解質(zhì)，它在室溫下具有很高的離子導(dǎo)電率，但在使用過程中會發(fā)生析液而失效。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。

動力鋰電池，已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了電動汽車電源江湖老大的地位。使用壽命長，能量密度高，還極具改進潛力。安全性可以改，能量密度可以繼續(xù)上升。在可預(yù)見的時間里（傳說大約2020年左右）就可以趕上燃油車的續(xù)航能力和性價比，步入電動汽車的第一個成熟階段。

然而鋰電池有鋰電池的煩惱。

1為什么鋰電池多數(shù)都是小個子

我們看到的鋰電池，圓柱電池，軟包電池、方形電池，一般都長相清秀，完全找不到傳統(tǒng)鉛酸電池那樣的大塊頭，這是為什么？

能量密度高，鋰電池往往不敢設(shè)計成大容量。鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右，而鋰電池，已經(jīng)超過150Wh/kg。能量集中度提高，對安全性的要求水漲船高。

首先，單只能量過高的鋰電池，遇到意外，引發(fā)熱失控，電池內(nèi)部急劇反應(yīng)，短時間內(nèi)，過多的能量無處釋放，是非常危險的。尤其在安全技術(shù)，管控能力發(fā)展還不夠充分的時候，每只電池的容量都應(yīng)該克制。

其次，被鋰電池殼體包裹起來的能量，一旦出現(xiàn)意外，消防員、滅火劑無法觸及、無能為力，只能在發(fā)生事故時隔離現(xiàn)場，任事故電池自行反應(yīng)，能量燃盡為止。