鋰離子電池中電解液及隔膜的作用詳解
來源：寶鄂實業(yè)
2020-03-26 11:40
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鋰離子電池的電解液由鋰鹽和混合有機溶劑組成，如IiCI()/PC(碳酸丙烯酯)+DME(二甲基乙二醇)，PC+DME，PC+DME十EC(碳酸乙烯酯)，EC+DEC(碳酸二乙酯)，IiAsF6/EC十THF(四氫呋喃)等。電解液的電導率一般只有0．01S?CHI+，是鉛酸蓄電池電解液(5％H2SOd)或堿性電池電解液(6m01．L-+KOH)電導率的幾百分之一。因此，鋰離子電池在大電流放電時，來不及從電解液中補充Ij+，會發(fā)生電壓下降。
有些專家認為，LlClQ是強氧化劑，使用很不安全。PC在蓄電池中因反應性強，易進入碳夾層，用于鋰離子電池也不可取。LiPF一是適宜的用鹽，溶劑為環(huán)狀碳酸烷基酯(EC，PC等)和鏈狀碳酸烷基酯(DEC，DMC，DME和EMC等)混合，并以EC為主體組成二元、三元或多元體系，1—2m01．L-+IJPf／EC+DMC是理想的電解液。
微量的H20對電池的性能影響很大。例如，UPF6與H20反應生成HF，此種酸性條件惡化了正極材料的循環(huán)性能。因此，在配制鋰離子電池電解液時，首先應對各種試劑進行處理，如各種溶劑需要分別進行精餾純化、分子篩處理，并加入鈉片和鋰片，除去雜質和水分。試劑級鋰鹽經真空干燥使配制成的電解液含水量低于百萬分之十。
通常對導電鋰鹽，如LiClQ，在配制電解液之前首先應放在干燥箱中烘干，直至變成白色粉末，然后轉到真空干燥箱中，控制溫度120℃，直至完全脫水為止。
溶劑碳酸酯的精餾提純中，PC沸點高達210℃，在減壓蒸餾時，當壓力降至666Pa時，PC的沸點降至100℃左右，操作方法是將鋰帶放人磨口三頸瓶中，注入PC，接人減壓蒸餾系統(tǒng)，抽真空，用油浴加熱到120℃，直至蒸餾結束，棄去初、末餾：分，將蒸出的中間餾分收集在磨口瓶中，再放人鋰帶除去微量雜質備用。
DME沸點低(85.2℃)，可用常壓蒸餾法提純，一般控制油浴溫度在100℃。
精餾后的碳酸酯通?？刂坪吭?0t以下，有時希望控制在20弘妙g以下，要控制更低的水含量，必須用分子篩來處理。
電解液配制在干燥空氣環(huán)境中進行，以配制lm0L-)LiClO—PC十DME電解液為例，先稱取106.5gLiClQ粉末加入PC與[)ME質量比為l：1的混合溶劑中，直至1000mi。為止，加入少許光亮鋰帶以除去微量水分。一般水的含量應少于50ug/g。
隔膜：鋰離子電池常用隔膜材料有纖維素紙或無紡布、合成樹脂制的多孔膜。常見隔膜有聚丙烯和聚乙烯多子L膜，對隔膜的基本要求是既要在電解液中穩(wěn)定，又要求有一定的孔徑和適當的離子導電性。多孔隔膜的離子導電性基本上就是電解液的離子導電性，它通常與膜的孑L隙率、孔的變形率、電解液的電阻、膜的厚度及電解液潤濕膜孔的程度有關。通常將隔膜電阻與電解液電阻的比值稱為McMullin數，用NM表示，NM能用來預測隔膜對鋰電池性能的影響。
