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介紹鋰離子電池電解液的組成及制作具備條件

鉅大LARGE  |  點擊量:1311次  |  2021年02月23日  

一、鋰離子電池電解液的組成


1、有機溶劑


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極相容性很差,充放電過程中,PC在石墨負極表面發生分解,同時引起石墨層的剝落,造成電池的循環性能下降。


通常認為,EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰離子電池優良的電解液,如EC+DMC、EC+DEC等。但并不絕對,當PC與相關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。


有機溶劑在使用前必須嚴格控制質量,如要求純度在99.9%以上,水分含量必須達到10*l0-6以下。嚴格控制有機溶劑的水分,關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,可以使水分含量達到要求。


2、電解質鋰鹽


LiPF6是最常用的電解質鋰鹽,是未來鋰鹽發展的方向。LiPF6對負極穩定,放電容量大,電導率高,內阻小,充放電速度快。但對水分和HF酸極其敏感,易于發生反應,只能在干燥氣氛中操作,且不耐高溫,80℃~100℃發生分解反應,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控制LiPF6溶解放熱導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廠家對電池的用途、性能要求不一,所選擇的添加劑的側重點也存在差異。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


√鋰離子電池電導率高,一般應達到10-3~2*10-3S/cm;鋰離子遷移數應接近于1;


√電化學穩定的電位范圍寬;必須有0~5V的電化學穩定窗口;


√熱穩定好,使用溫度范圍寬;


√化學性能穩定,與電池內集流體和活性物質不發生化學反應;


√安全低毒,最好能夠生物降解。


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