鋰離子電池液體電解質(zhì)一般由非水有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鋰鹽兩部分組成。電解質(zhì)的作用是電池內(nèi)部正負(fù)極之間形成良好的離子導(dǎo)電通道。非水溶液電解質(zhì)使用在鋰電池體系時(shí)應(yīng)該滿足下述條件：

 

①電導(dǎo)率高，一般3×10-3～2×10-2S·cm-1；

②熱穩(wěn)定性好，在較寬的溫度范圍內(nèi)不發(fā)生分解反應(yīng)；

③電化學(xué)窗口寬，在0～4.5V范圍內(nèi)應(yīng)是穩(wěn)定的；

④化學(xué)穩(wěn)定性高，不與正極、負(fù)極、集流體、隔膜、粘結(jié)劑等發(fā)生反應(yīng)；

⑤對(duì)離子具有較好的溶劑化性能；

⑥沒(méi)有毒性，蒸汽壓低，使用安全；

⑦能夠盡量促進(jìn)電極可逆反應(yīng)的進(jìn)行，制備容易，成本低。

其中化學(xué)穩(wěn)定性、安全性以及反應(yīng)速率為主要因素。

 

鋰電池有機(jī)電解液由高純有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽和必要添加劑組成。目前常用有機(jī)溶劑有碳酸乙烯酯，它具有比較高的分子對(duì)稱性、較高的熔點(diǎn)、較高的離子電導(dǎo)率、較好的界面性質(zhì)、能夠形成穩(wěn)定的SEI膜，解決了石墨負(fù)極的溶劑共嵌入問(wèn)題。但必須與共溶劑一起添加使用。這些共溶劑主要包括碳酸丙烯酯和一些具有低粘度、低沸點(diǎn)、低介電常數(shù)的鏈狀碳酸酯，如二甲基碳酸酯。此外其他鏈狀碳酸酯也逐漸被應(yīng)用于鋰離子電池。

 

目前商業(yè)上應(yīng)用的是LiPF6，LiPF6的單一性質(zhì)并不是最優(yōu)的，但其綜合性能最有優(yōu)勢(shì)。LiPF6在常用有機(jī)溶劑中具有比較適中的離子遷移數(shù)、較好的抗氧化性能和良好的鋁箔鈍化能力，使其能與各種正負(fù)極材料匹配。但LiPF6的化學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性不夠好，室溫下便發(fā)生反應(yīng)：LiPF6(s)→LiF(S)+PF5(g)，高溫下分界尤其嚴(yán)重。PF5是強(qiáng)路易斯酸容易進(jìn)攻有機(jī)溶劑中氧原子，導(dǎo)致溶劑的開環(huán)聚合和醚鍵裂解。其次，LiPF6對(duì)水比較敏感，痕量水的存在就會(huì)導(dǎo)致其分解，且產(chǎn)物引起界面電阻增大，影響鋰離子電池的循環(huán)壽命，腐蝕電極與集流體，嚴(yán)重影響電池電化學(xué)性能。

 

 

 

除鋰鹽和溶劑外，添加劑也是電解液不可或缺的一部分。添加劑的特點(diǎn)是用量少但是能顯著改善電解液某一方面的性能。不同添加劑有不同的作用，按其功能可分為：阻燃添加劑、成膜添加劑，還有些添加劑可以提高電解液的電導(dǎo)率、提高電池循環(huán)效率等。目前研究的功能添加劑主要有提高電池安全性的阻燃添加劑、耐過(guò)充添加劑，針對(duì)高電壓電池的高電壓電解液等，也有針對(duì)脹氣鼓包等問(wèn)題研究的特殊添加劑。