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電解液配方組成成分有哪些?

根據應用領域不一樣,電解液可以分為普通型、高溫型、低溫型、倍率型電解液和動力型等等;根據電解液配方不同分為液體和固體兩種類型。行業比較通用的是根據電解液配方來分,我國目前使用的絕大部分是液體電解液。

鋰電池電解液

常用的鋰離子電池電解液配方是由有機溶劑和無機鹽構成的,電解液配方采用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劑體系。

電(dian)池電(dian)解(jie)液配方(fang)對溶(rong)劑的(de)要(yao)求有安全性(xing)、氧化穩(wen)定(ding)性(xing)、與負極的(de)相容性(xing)、導電(dian)性(xing)等,總體要(yao)求溶(rong)劑具有較高的(de)介(jie)電(dian)常數、較低的(de)粘度等特征。

鋰(li)電(dian)(dian)池電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)(ye)(ye)配方一(yi)般采(cai)用(yong)(yong)極性非質(zhi)子溶(rong)(rong)劑(ji)(ji),現階段(duan)廣泛應用(yong)(yong)的為(wei)(wei)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯系列(包(bao)括環狀(zhuang)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯如EC和PC和鏈狀(zhuang)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)酯如DMC、EMC)。通常(chang)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)(ye)(ye)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)為(wei)(wei)混合溶(rong)(rong)劑(ji)(ji),碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)乙烯酯(EC)憑借優良的成膜作用(yong)(yong),成為(wei)(wei)絕大多數電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)(ye)(ye)的主成分,目(mu)前(qian)(qian)鋰(li)電(dian)(dian)池使用(yong)(yong)的主要溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)為(wei)(wei)EC為(wei)(wei)基礎的二元或(huo)者三元混合溶(rong)(rong)劑(ji)(ji),如EC+DMC,EC+DEC,EC+DMC+EMC等(deng)。電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)是鋰(li)電(dian)(dian)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)(ye)(ye)必不可少的組成部分,目(mu)前(qian)(qian)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)(ye)(ye)(ye)配方有高氯酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(LiClo4)、六氟,磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(LiPF6)、四氟翻(fan)鋰(li)(LIBF4)等(deng),其中六氟磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)具(ju)有良好的導電(dian)(dian)性和電(dian)(dian)化學(xue)穩定性,是目(mu)前(qian)(qian)主流的電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)。

但六氟(fu)磷(lin)酸(suan)鋰也存在兩個缺陷(xian):第一、熱(re)穩(wen)(wen)定性不佳;第二、對水(shui)分和氫氟(fu)酸(suan)(HF)敏感,容(rong)易發生分解(jie)反(fan)應。雖(sui)然(ran)人們在努力尋(xun)找新的(de)電(dian)解(jie)質,以(yi)期達到導(dao)電(dian)性、熱(re)穩(wen)(wen)定以(yi)及抗(kang)水(shui)性的(de)較好結合,但目前為止仍未(wei)找到完全替代六氟(fu)磷(lin)酸(suan)鋰的(de)電(dian)解(jie)質。

電(dian)解(jie)液配方性能要求(qiu):

1、離子電(dian)導率(lv):良好(hao)的離子導電(dian)性(xing),電(dian)導率(lv)要(yao)達到10

2、離子遷移數2×103S/cm3數量級。

3、較(jiao)理想的(de)鋰離子遷移數應該(gai)接近于1穩(wen)定性機械強度

4、化學(xue)穩定性(xing)

5、高溫時有效阻斷電池(chi)

電(dian)解液配方其(qi)他知識:

室(shi)溫電導率平均約(yue)為-1×103s/cm,比水溶液(ye)電解質(zhi)低(di)近(jin)兩個數量級。因(yin)此,為了(le)使商品(pin)鋰離子(zi)電池能在較高電流下充、放電,電極必須很薄,以增加電極的總面積,降低(di)電極的實際工作(zuo)電流密度。

電(dian)解質(zhi)(zhi)的(de)作用是在電(dian)池內部正負極之(zhi)間形成良好的(de)離子(zi)導電(dian)通道。水溶液、有機溶液、聚合物、熔鹽或固體物質(zhi)(zhi),均可(ke)以作為電(dian)解質(zhi)(zhi)。

水溶液是目(mu)前應用(yong)最廣(guang)泛的(de)電解質。

有機電解液電池的輸出功率比較(jiao)低。

使用熔融無機鹽作為電解質僅在高(gao)溫下使用。

常規無機陰離(li)子導電鹽主(zhu)要有:LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF4這四類(lei)。

在DMC電(dian)解液(ye)體系中,幾種電(dian)解液(ye)鋰鹽的氧(yang)化電(dian)位的順序:LiPF6>LiBF4>;LiAsF6>LiClO4

在EC/DMC電解液(ye)體(ti)系中電導率的(de)變化規律(lv):LiAsF6=LiPF6>LiClO4>LiBF4LiCIO4由于(yu)高(gao)價態的(de)氯存(cun)在,本身是一(yi)種強(qiang)氧化劑,會導致安全性問題而未能商(shang)業化。

LiBF4其(qi)電解液的電導率相對(dui)較(jiao)低,可以做添加劑使用。

LiAsF6電(dian)解(jie)液具有(you)(you)高電(dian)導率,但是As有(you)(you)毒,對(dui)環境有(you)(you)害,因而限制(zhi)了(le)其應用。

LiPFs相對于其他無機(ji)鋰鹽(yan),熱穩定性不(bu)佳,室溫(wen)80℃就可能發生分解。但由于氧化電位和電導率高,因此作為主要的(de)商用鋰鹽(yan)。

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