鋰電池電解液主要成分和用量計算方法

來源：存能電氣  日期：2019-05-15 09:21  瀏覽量：次

　　鋰電池電解液主要成分和用量計算方法。電解液作為鋰電池的重要組成部分對前進鋰離子電池的循環(huán)功用、能量密度，起著不可代替的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等利益的保證，鋰電池電解質(zhì)的市場前景非常廣泛。今天存能電氣小編就來說說鋰電池電解液主要成分和用量計算方法。

　　鋰電池電解液主要成分構(gòu)成

　　鋰電池電解液主要由三部分組成，主要為溶劑、鋰鹽、添加劑。在這些組成成分之中，添加劑雖然添加的量與其他成分相比還是較少的，但一份電解液中可添加的添加劑種類是最多的。

　　溶劑

　　溶劑在電解液中的作用主要是用來溶解鋰鹽的。電解液中的溶劑主要有環(huán)狀碳酸酯(PC、EC);鏈狀碳酸酯(DEC、DMC、EMC);羧酸酯類(MF、MA、EA、MA、MP等)。

　　鋰鹽

　　優(yōu)質(zhì)的鋰鹽對于鋰電池的能量密度、功率密度、寬電化學(xué)窗口、循環(huán)壽命、安全性能等方面都有著較大的影響。鋰鹽中常含有的元素有LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等。

　　添加劑

　　添加劑的種類眾多，不同的添加劑有著不同的作用，雖然添加的分量較少，但對于鋰電池的性能效果有著不同的影響。添加劑的種類主要有成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過充保護添加劑、控制電解液中H2O和HF含量的添加劑、改善低溫性能的添加劑、多功能添加劑。

　　鋰電池電解液成分常見的三種類型

　　1.碳酸乙烯酯：分子式C3H4O3

　　透明無色液體(>35℃)，室溫時為結(jié)晶固體.沸點：248℃/760mmHg，243-244℃/740mmHg;閃點：160℃;密度：1.3218;折光率：1.4158(50℃);熔點：35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶劑。在電池工業(yè)上，可作為鋰電池電解液的優(yōu)良溶劑。

　　2.碳酸丙烯酯：分子式C4H6O3

　　無色無氣味，或淡黃色透明液體，溶于水和四氯化碳，與***，丙酮，苯等混溶。是一種優(yōu)良的極性溶劑。本產(chǎn)品主要用于高分子作業(yè)、氣體分離工藝及電化學(xué).特別是用來吸收天然氣、石化廠合成氨原料其中的二氧化碳，還可用作增塑劑、紡絲溶劑、烯烴和芳烴萃取劑等。

　　3.碳酸二乙酯：分子式CH3OCOOCH3

　　無色液體，稍有氣味;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點25℃，熔點-43℃;沸點125.8℃;溶解性：不溶于水，可混溶于醇、酮、酯等多數(shù)有機溶劑，主要用途：用作溶劑及用于有機合成。

　　鋰電池電解液用量的計算

　　鋰電池是由正、負極極片，隔膜，電解液以及殼體極耳等輔助材料組成的。電池極片涂層可看成一種復(fù)合材料，主要由三部分組成：(1)活物質(zhì)顆粒；(2)導(dǎo)電劑和黏結(jié)劑相互混合的組成相；(3)孔隙，需要填滿電解液。隔膜也是多孔結(jié)構(gòu)的，一方面，隔絕電子，另一方面孔隙需要填充電解液允許鋰離子通過。

　　鋰電池的電解液量主要就是需要填充滿極片和隔膜里面的孔隙，孔隙體積就是電解液用量體積，即：

　　鋰電池電解液體積=正極片孔隙體積+負極片孔隙體積+隔膜孔隙體積

　　而極片和隔膜的孔隙體積計算方法為：

　　極片的孔隙體積=（每片極片涂層的長×寬×厚）×片數(shù)×孔隙率

　　隔膜的孔隙體積=隔膜的面積×厚度×孔隙率

　　考慮到除了電芯之外，殼體內(nèi)部的空間還有沒有被填充的剩余空間（這些空間也可以根據(jù)電池設(shè)計計算出來），這些地方也會殘存電解液，即：

　　實際鋰電池電解液量=所有孔隙體積+殘存電解液體積

　　硬殼電池殘存體積較多，實際電解液用量比理論值大很多，軟包電池內(nèi)部剩余空間一般，殘存電解液量適量，圓柱電池內(nèi)部空間利用率高，殘存電解液量少。

　　隔膜的厚度和孔隙率材料廠家會提供，比如厚度25微米，孔隙率49%。根據(jù)電芯設(shè)計或者直接拆解鋰電池測量可以隔膜的長度和寬度，計算出隔膜面積，這樣隔膜需要的電解液量就可以計算出來。

　　以上就是鋰電池電解液主要成分和用量計算方法，電解液作為鋰離子電池的血液，承擔著運輸鋰離子的重任，它質(zhì)量的好壞，將直接影響鋰電池的性能，同時也在一定程度上影響鋰離子電池的安全性。