鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1795次 | 2021年02月25日
鋰離子電池電解液的組成分析
電解液是化學(xué)電池、電解電容等使用的介質(zhì)(有一定的腐蝕性),為他們的正常工作供應(yīng)離子,并保證工作中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是可逆的。電解液由專用硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成,密度一般是1.24-1.30克每立方厘米。電解液不是電解質(zhì)溶液的簡(jiǎn)稱,而比它的涵蓋面更廣,包括電解質(zhì)的水溶液與熔化狀態(tài)的電解質(zhì)。
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(shí)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(duì),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(lái)鋰鹽發(fā)展的方向。LiPF6對(duì)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(duì)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(shí)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(duì)電池的用途、性能要求不一,所選擇的添加劑的側(cè)重點(diǎn)也存在差異。一般來(lái)說(shuō),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。