鉅大LARGE | 點擊量:2292次 | 2020年11月10日
鋰離子電池電解液有什么種類
1、鋰離子電池的液體電解液
鋰離子電池電解質(zhì)的選用對鋰離子電池的性能影響非常大,它必須是化學(xué)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(C10-3scm),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(xué)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。目前鋰離子電池重要是用液態(tài)電解質(zhì),其溶劑為無水有機物如EC(ethylcarbonate)、PC(propylenecarbonate)
DMC(dimethylcarbonate)DEC(diethylcarbonate)多數(shù)采用混合溶劑,如EC2DMC和PC2DMC等。導(dǎo)電鹽有LiC104LiPF6、LiBF6、LiAsF6和LiOSO2CF它們導(dǎo)電率大小依次為LiAsF6>LiPF6>LiC1O4>LiBF6>LiOSO.ICG104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(xué)及熱穩(wěn)定性不好且導(dǎo)電率不高,LiOSO2CF3導(dǎo)電率差且對電極有腐蝕用途,較少使用;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LiPF6目前商用鋰離子電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC2DMC,它具有較高的離子導(dǎo)電率與較好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
2、鋰離子電池的固體電解液
鋰離子電池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,但會出現(xiàn)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)可防止液態(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(200C)、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。