锂离子电池电解液

锂离子电池电解液

到目前为止,能够满足实用电池要求的聚合物或无机固体电解质仍十分有限。锂离子电池的电解液是有机溶剂和无机盐构成的,采用LiPFs的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。

锂离子电池电解液成分构架
锂离子电池电解液成分构架

锂离子电池电解液性能要求

离子电导率:良好的离子导电性,电导率要达到10??﹣2×10﹣?S/cm数量级

离子迁移数:较理想的锂离子迁移数应该接近于1

稳定性:热稳定性、化学稳定性、0-5V的电化学稳定窗口可生产性安全性

安全性:高温时有效阻断电池

机械强度:可生产性

室温电导率平均约为-1×103s/cm,比水溶液电解质低近两个数量级。因此,为了使商品锂离子电池能在较高电流下充、放电,电极必须很薄,以增加电极的总面积,降低电极的实际工作电流密度。

电解质的作用是在电池内部正负极之间形成良好的离子导电通道。水溶液、有机溶液、聚合物、熔盐或固体物质,均可以作为电解质。

水溶液是目前应用最广泛的电解质。

有机电解液电池的输出功率比较低。

使用熔融无机盐作为电解质仅在高温下使用。

常规无机阴离子导电盐主要有:LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF4这四类。

在DMC电解液体系中,几种电解液锂盐的氧化电位的顺序:LiPF6>LiBF4>LiAsF6>LiClO4

在EC/DMC电解液体系中电导率的变化规律:LiAsF6=LiPF6>LiClO4>LiBF4LiCIO4由于高价态的氯存在,本身是一种强氧化剂,会导致安全性问题而未能商业化。

LiBF4其电解液的电导率相对较低,可以做添加剂使用。

LiAsF6电解液具有高电导率,但是As有毒,对环境有害,因而限制了其应用。

LiPFs相对于其他无机锂盐,热稳定性不佳,室温80℃就可能发生分解。但由于氧化电位和电导率高,因此作为主要的商用锂盐。

常规溶剂的性质:

EC是目前电解液的重要组成成分,具有良好的成膜性,其介电常数最高,可以充分溶解锂盐,对提高电解液的电导率非常有利。但是EC的熔点为36.4℃,沸点为238℃,黏度偏高,不利于在低温条件下使用。

EMC可以提高电解液的低温电导率及电池的低温性能。

GBL的熔点为-43.5℃,沸点为204℃,还原产物一般是V-烷氧基-β-酮酯,产生的气体少,对电池的安全性能有利。

EA的凝固点最低,且黏度较小,因此能显著提高电解液的低温性能。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注