锂离子电池材料之电解液

2019-08-12      1541 次浏览

锂离子电池材料之电解液(详细篇)


3、电解液(1)

第一代电解液:pC+DME+1MLipF6

与石墨负极匹配性差,易发生溶剂共嵌入。

第二代电解液:EC+DMC(orDEC)+1MLipF6

低温性能差

第三代电解液:EC+DMC(DEC)+EMC+1MLipF6

电导率可达10-2S.cm-1,>50%

目前工作大多集中在选择添加剂方面,以提高电池首次充放电效率,提高SEI稳定性。

电解液(2)-液态电解质溶液

锂离子电池采用溶有锂盐的非质子有机溶剂为电解液。由于有机电解液参与负极表面SEI膜的形成,因此对电池性能的影响重大。

作为锂离子电池的电解液,需满足以下几个基本条件:

①化学稳定性好,电化学窗口宽

②电导率高

③与负极材料适配性好,并能形成稳定SEI膜

④工作温度范围宽(-40—60℃)

⑤价格低廉,材料易得

⑥无毒,无污染


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电解液(3)

A、溶剂部分

非质子性有机溶剂。为获得尽可能高的电导,常采用二元或多元组分溶剂。

a、碳酸丙烯酯pC(propyleneCarbonate)

b、碳酸乙烯酯EC(EthyleneCarbonate)

c、碳酸二甲酯DEC(DimethylCarbonate)

d、propiolicAcid甲酯

e、1,4–丁丙酯GBL(γ-Butyrolactone)

B、溶质部分

a、LipF6(主要)

b、LiBF4

c、LiClO4

d、LiAsF6

e、LiCF3SO3等

电解液(4)

A、环状碳酸化合物(cycliccarbonate)

常用EC(EthyleneCarbonate)及pC(propyleneCarbonate)

①光气法---利用双醇化合物﹝glycol﹞和光气反应

CH2OHCH2OH+COCl2------->(CH2O)2CO+2HCl

②二氧化碳合成法

CH2OCH2+CO2------->(CH2O)2CO

电解液(5)

B、链状碳酸化合物

常用DMC(DimethylCarbonate)和DEC(DiethylCarbonate)

①一氧化碳合成法

2CH3OH+CO+1/2O2------->(CH3O)2CO+H2O

②酯交换法

C2H5OH+(CH3O)2CO------->CH3OCOOC2H5+CH3OH

电解液(6)-聚和物电解质开发(polymerelectrolyte)

①DrypolymerElectrolyte:聚合物掺杂锂盐形成“聚合物—锂离子络合物”。

由于室温锂离子电导率低(约10-8s.cm-1),难以满足应用要求

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screen.width-333)this.width=screen.width-333"border=0>解液(6)-聚和物电解质开发(polymerelectrolyte)

②plasTIcizedpolymerElectrolyte(塑料化聚合物电解质):采用增塑方法,将有机电解质溶液作为增塑剂加入到聚合物基质材料(如pMMA聚甲基丙烯酸甲酯,pAN聚丙烯腈,pVDF聚偏氟乙烯)形成的网络结构中,并使之固定化。

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解液(6)-聚和物电解质开发(polymerelectrolyte)

电导率可达10-4——10-3s.cm-1,已接近液相溶液电导率,能满足实用要求,已进入实际应用(商品化聚合物锂离子电池)。

自Bellcore公司于1994年率先报道聚合物锂离子电池以来,聚合物电解质的开发受到越来越广泛的关注。

目前工作大多集中在进一步提高膜的实用性能(机械性能及电导率)、发展新的制备方法(光、热引发现场聚合)以及揭示导电机理等方面。

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