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锂電池電解液成分介绍,電解液如何影响锂電池质量?
發布时间:2019-01-17 18:11:40
關鍵詞:電解液

  锂電池電解液成分介绍,電解液如何影响锂電池质量?電解液是锂電池四大关键材料(正极、负极、隔膜、電解液)之一,锂電池電解液是电池中离子传输的载体,起着至关重要的作用。锂電池電解液成份一般由锂盐和有机溶剂组成。

  電解液的作用:

  電解液,大的分类可以按照液态電解液,固态電解液和凝胶電解液;液体電解液,又可以分成有机電解液和无机電解液。当前应用最广的是液态有机電解液。

  電解液充溢在电池壳体内部,电池的正负极和隔膜都浸泡其中。電解液一方面提供部分活性锂离子,作为充放电过程中的导电离子使用。另一方面,電解液提供离子通道,或者叫载体,使得锂离子可以在其中自有移动。

  锂電池電解液是电池中离子传输的载体。在锂電池正、负极之间起到传导离子的作用,就像是正极与负极之间的“爱情纽带”,是对锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。

  锂電池電解液的主要成分:

  電解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。锂電池电极液的主要成分有以下七种:

  1.碳酸乙烯酯:分子式:C3H4O3,透明無色液體(>35℃),室溫時爲結晶固體,是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶劑。

  2.碳酸丙烯酯,無色無氣味,或淡黃色透明液體,溶于水和四氯化碳,與乙醚,丙酮,苯等混溶。本品應儲存于陰涼、通風、幹燥處,遠離火源,按一般低毒化學品規定儲運。

  3.碳酸二乙酯,無色液體,稍有氣味;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點25℃(可燃液體能揮發變成蒸氣,跑入空氣中。

  4.碳酸二甲酯,是一種無毒、環保性能優異、用途廣泛的化工原料;同時具有較高的蒸發溫度和較快的蒸發速度。

  5.碳酸甲乙酯,无色透明液体,是近年来兴起的高科技、高附加值的化工产品,一种优良的锂离子电池電解液的溶剂,本品应储存于阴凉、通风、干燥处,按易燃化学品规定储运。

  6.六氟磷酸锂,白色結晶或粉末,潮解性強;暴露空氣中或加熱時分解,暴露空氣中或加熱時六氟磷酸锂在空氣中由于水蒸氣的作用而迅速分解,放出PF5而産生白色煙霧。

  7.五氟化磷,是磷鹵化合物。五氟化磷在常溫常壓下爲無色惡臭氣體,其對皮膚、眼睛、粘膜有強烈刺激性。五氟化磷被用作聚合反應的催化劑。

  锂電池電解液如何影响电池质量?

  为了确定電解液对锂電池的影响,研究团队利用LiTFSI和LiFSI做相关实验,LiTFSI和LiFSI是非常相似的两种電解液,仅仅是LiFSI比LiTFSI含有更少的碳和氟。他们利用环境分子实验室里的设备不断地测试电池充放电的能量,最后对电极做了调查分析。

  他们发现用LiTFSI做電解液的锂硫电池当中,锂原子被硫原子束缚,在电极表面形成硫化锂(LiSx)。而用LiFSI做電解液时,则形成硫酸锂(LiSOx)。通过计算两种锂的化合物的结合紧密度,他们发现锂硫化物容易破裂释放锂。然而,硫酸锂是很难分开的,因此硫酸锂当中的氧元素是罪魁祸首。

  通過將宏觀的成分分析與模擬相結合,我們可以看到哪些鍵容易破碎,如果化學鍵發生斷裂,會發生什麽。"正在國家實驗室領導這項研究的Ji-Guang(Jason)Zhang博士說到,"這個過程讓我們識別電解質的行爲,引導我們設計更好的電解質,提高锂硫電池的循環壽命。

  锂電池電解液成份优势是什么?

  a.高的離子電導率,一般應達到1x10-3~2x10-2S/cm;

  b.高的熱穩定性和化學穩定性,在較寬的電壓範圍內不發生分離;

  c.較寬的電化學窗口,在較寬的電壓範圍內保持電化學性能的穩定;

  d.與電池其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性;

  e.安全、無毒、無汙染性。

  以上就是锂電池電解液成分详细介绍,目前商用锂電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC/DMC,它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。总的来说,锂電池電解液的作用是非常大的,而且它的发展前景也是非常广阔的。


稿件来源: 電池中國網
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