锂电池电解液的组成及制作具备条件

2019-07-18 1569 次浏览

锂电池电解液的组成及制作具备条件。电解液是锂电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关。今天就和小编一起来了解锂电池电解液的组成及具备条件。

什么是电解液?

电解液是化学电池、电解电容等使用的介质(有一定的腐蚀性)，为他们的正常工作提供离子,并保证工作中发生的化学反应是可逆的。电解液由专用硫酸和蒸馏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。电解液不是电解质溶液的简称，而比它的涵盖面更广，包括电解质的水溶液与熔化状态的电解质。

一、锂电池电解液的组成

1、有机溶剂

锂电池电解液中常用的溶剂有碳酸乙烯酯(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)等主要用于锂一次电池的溶剂。PC用于二次电池，与锂电池的石墨负极相容性很差，充放电过程中，PC在石墨负极表面发生分解，同时引起石墨层的剥落，造成电池的循环性能下降。

通常认为，EC与一种链状碳酸酯的混合溶剂是锂电池优良的电解液，如EC+DMC、EC+DEC等。但并不绝对，当PC与相关的添加剂用于锂离子电池，有利于提高锂电池的低温性能。

有机溶剂在使用前必须严格控制质量，如要求纯度在99.9%以上，水分含量必须达到10*l0-6以下。严格控制有机溶剂的水分，对于配制合格锂电池电解液有着决定性影响。利用分子筛吸附、常压或减压精馏、通入惰性气体的方法，可以使水分含量达到要求。

2、电解质锂盐

LiPF6是最常用的电解质锂盐，是未来锂盐发展的方向。LiPF6 对负极稳定，放电容量大，电导率高，内阻小，充放电速度快。但对水分和HF酸极其敏感，易于发生反应，只能在干燥气氛中操作，且不耐高温，80℃～100℃发生分解反应，生成五氟化磷和氟化锂，提纯困难，因此配制锂电池电解液时应控制LiPF6溶解放热导致的自分解及溶剂的热分解。

3、添加剂

添加剂的种类繁多，不同的锂电池生产厂家对电池的用途、性能要求不一，所选择的添加剂的侧重点也存在差异。一般来说，所用的添加剂主要有三方面的作用：

锂电池电解液中加入苯甲醚改善SEI膜的性能，在锂离子电池电解液中加入苯甲醚或其卤代衍生物，能够改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失;

锂电池电解液加入金属氧化物降低电解液中的微量水和HF酸;

防止过充电、过放电。

　　二、锂电池电解液制作需具备条件

√ 锂电池电导率高，一般应达到10-3～2*10-3S/cm;锂离子迁移数应接近于1;

√ 电化学稳定的电位范围宽;必须有0～5V的电化学稳定窗口;

√ 热稳定好，使用温度范围宽;

√ 化学性能稳定，与电池内集流体和活性物质不发生化学反应;

√ 安全低毒，最好能够生物降解。

随着关键原材料的国产化，目前锂电池电解液的成本也随之进一步降低，日韩企业也开始将制造工厂往国内转移，相信在不久的将来，中国的电解液将会走出国门，走向世界。