鉅大LARGE | 點擊量:1292次 | 2021年02月23日
介紹鋰離子電池電解液的組成及制作具備條件
一、鋰離子電池電解液的組成
1、有機(jī)溶劑
鋰離子電池電解液中常用的溶劑有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等,一般不使用碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)等重要用于鋰一次電池的溶劑。PC用于二次電池,與鋰離子電池的石墨負(fù)極相容性很差,充放電過程中,PC在石墨負(fù)極表面發(fā)生分解,同時引起石墨層的剝落,造成電池的循環(huán)性能下降。
通常認(rèn)為,EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰離子電池優(yōu)良的電解液,如EC+DMC、EC+DEC等。但并不絕對,當(dāng)PC與相關(guān)的添加劑用于鋰離子電池,有利于提高鋰離子電池的低溫性能。
有機(jī)溶劑在使用前必須嚴(yán)格控制質(zhì)量,如要求純度在99.9%以上,水分含量必須達(dá)到10*l0-6以下。嚴(yán)格控制有機(jī)溶劑的水分,關(guān)于配制合格鋰離子電池電解液有著決定性影響。利用分子篩吸附、常壓或減壓精餾、通入惰性氣體的方法,可以使水分含量達(dá)到要求。
2、電解質(zhì)鋰鹽
LiPF6是最常用的電解質(zhì)鋰鹽,是未來鋰鹽發(fā)展的方向。LiPF6對負(fù)極穩(wěn)定,放電容量大,電導(dǎo)率高,內(nèi)阻小,充放電速度快。但對水分和HF酸極其敏感,易于發(fā)生反應(yīng),只能在干燥氣氛中操作,且不耐高溫,80℃~100℃發(fā)生分解反應(yīng),生成五氟化磷和氟化鋰,提純困難,因此配制鋰離子電池電解液時應(yīng)控制LiPF6溶解放熱導(dǎo)致的自分解及溶劑的熱分解。
3、添加劑
添加劑的種類繁多,不同的鋰離子電池生產(chǎn)廠家對電池的用途、性能要求不一,所選擇的添加劑的側(cè)重點也存在差異。一般來說,所用的添加劑重要有三方面的用途:
鋰離子電池電解液中加入苯甲醚改善SEI膜的性能,在鋰離子電池電解液中加入苯甲醚或其鹵代衍生物,能夠改善電池的循環(huán)性能,減少電池的不可逆容量損失;
鋰離子電池電解液加入金屬氧化物降低電解液中的微量水和HF酸;
防止過充電、過放電。
二、鋰離子電池電解液制作需具備條件
√鋰離子電池電導(dǎo)率高,一般應(yīng)達(dá)到10-3~2*10-3S/cm;鋰離子遷移數(shù)應(yīng)接近于1;
√電化學(xué)穩(wěn)定的電位范圍寬;必須有0~5V的電化學(xué)穩(wěn)定窗口;
√熱穩(wěn)定好,使用溫度范圍寬;
√化學(xué)性能穩(wěn)定,與電池內(nèi)集流體和活性物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
√安全低毒,最好能夠生物降解。
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