鋰離子電池電解液有什么要求?
到目前為止,能夠滿足實用鋰離子電池要求的聚合物或無(wu)機固體(ti)電(dian)(dian)解質仍十分有限。鋰(li)離子電(dian)(dian)池的電(dian)(dian)解液(ye)是有機溶(rong)劑(ji)(ji)和無(wu)機鹽構成的,采用LiPFs的乙(yi)烯碳酸(suan)脂(EC)、丙(bing)烯碳酸(suan)脂(PC)和低粘度二(er)乙(yi)基碳酸(suan)脂(DEC)等(deng)烷基碳酸(suan)脂搭(da)配的混合溶(rong)劑(ji)(ji)體(ti)系。


鋰離(li)子電(dian)池電(dian)解液性(xing)能要求(qiu)
離子電導率:良好(hao)的離子導電性,電導率要(yao)達(da)到10
離子遷移數2×103S/cm3數(shu)量級。較理想的鋰(li)離子遷移數(shu)應(ying)該(gai)接近于1穩定性
機械強度
化學穩定性
高溫時有效阻斷電池
室(shi)溫電(dian)(dian)(dian)導率平均(jun)約為(wei)-1×103s/cm,比(bi)水溶液電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)低近兩個數量級(ji)。因此,為(wei)了(le)使(shi)商品鋰離子電(dian)(dian)(dian)池能在較高電(dian)(dian)(dian)流下充、放電(dian)(dian)(dian),電(dian)(dian)(dian)極(ji)必須很薄,以增加(jia)電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)總面積(ji),降低電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)實際(ji)工作電(dian)(dian)(dian)流密度。
電(dian)解(jie)質(zhi)的作(zuo)用是在(zai)電(dian)池內部正負極之間形成良(liang)好的離子(zi)導電(dian)通道(dao)。水溶液、有機溶液、聚合物、熔鹽或固體(ti)物質(zhi),均(jun)可(ke)以作(zuo)為(wei)電(dian)解(jie)質(zhi)。
水溶液是目前應(ying)用最廣泛的電解質(zhi)。
有機電(dian)解(jie)液電(dian)池的輸出功率比(bi)較低。
使(shi)用熔融無機鹽作為電解質僅在(zai)高溫下使(shi)用。
常規無機陰離子導電鹽(yan)主(zhu)要有:LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF4這四(si)類。
在DMC電(dian)解液體系(xi)中,幾種電(dian)解液鋰鹽的氧化電(dian)位的順序:LiPF6>LiBF4>LiAsF6>LiClO4
在EC/DMC電(dian)解液體系中電(dian)導率的變化規律(lv):LiAsF6=LiPF6>LiClO4>LiBF4LiCIO4由于高(gao)價態的氯存在,本身是一種強氧(yang)化劑,會導致安全(quan)性問題而(er)未能商業化。
LiBF4其電(dian)(dian)解液的電(dian)(dian)導率相對較低(di),可以(yi)做添(tian)加劑(ji)使用。
LiAsF6電解液具有(you)高(gao)電導率,但是As有(you)毒,對環境有(you)害,因而(er)限(xian)制了(le)其(qi)應用(yong)。
LiPFs相對(dui)于其他無(wu)機鋰鹽,熱穩定性不佳,室溫(wen)80℃就可能發生(sheng)分解。但由于氧化電(dian)位和電(dian)導(dao)率高,因此作(zuo)為主(zhu)要的(de)商用鋰鹽。
常規溶劑的性質:
EC是目前電(dian)(dian)(dian)解液的重要組成(cheng)成(cheng)分(fen),具有良好的成(cheng)膜性,其介電(dian)(dian)(dian)常數最(zui)高(gao),可以充分(fen)溶解鋰鹽,對提(ti)高(gao)電(dian)(dian)(dian)解液的電(dian)(dian)(dian)導率非常有利。但是EC的熔點為36.4℃,沸點為238℃,黏度(du)偏高(gao),不(bu)利于在低溫條件下使用(yong)。
EMC可以提(ti)高電(dian)(dian)解液的低(di)溫(wen)電(dian)(dian)導率(lv)及電(dian)(dian)池的低(di)溫(wen)性能。
GBL的(de)(de)(de)熔點為(wei)-43.5℃,沸點為(wei)204℃,還(huan)原(yuan)產(chan)物一般是V-烷氧基-β-酮酯,產(chan)生的(de)(de)(de)氣體少,對(dui)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)安全性能(neng)有利。
EA的凝固點(dian)最低,且黏度較小,因(yin)此(ci)能顯著(zhu)提(ti)高電解液的低溫(wen)性能。





