鋰電池電解液成分介紹，電解液如何影響鋰電池質量?

來源：存能電氣  日期：2019-01-15 12:29  瀏覽量：次

　　鋰電池電解液成分介紹，電解液如何影響鋰電池質量?電解液是鋰電池四大關鍵材料(正極、負極、隔膜、電解液)之一,鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體，起著至關重要的作用。鋰電池電解液成份一般由鋰鹽和有機溶劑組成。本文存能電氣小編就來詳細介紹鋰電池電解液成份。

　　電解液的作用：

　　電解液，大的分類可以按照液態(tài)電解液，固態(tài)電解液和凝膠電解液；液體電解液，又可以分成有機電解液和無機電解液。當前應用最廣的是液態(tài)有機電解液。

　　電解液充溢在電池殼體內部，電池的正負極和隔膜都浸泡其中。電解液一方面提供部分活性鋰離子，作為充放電過程中的導電離子使用。另一方面，電解液提供離子通道，或者叫載體，使得鋰離子可以在其中自有移動。

　　鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體。在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用，就像是正極與負極之間的“愛情紐帶”，是對鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。

　　鋰電池電解液的主要成分：

　　電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。鋰電池電極液的主要成分有以下七種：

　　1.碳酸乙烯酯:分子式:C3H4O3，透明無色液體(>35℃),室溫時為結晶固體，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、干燥處，遠離火源，按一般低毒化學品規(guī)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(fā)變成蒸氣，跑入空氣中。

　　4.碳酸二甲酯，是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料；同時具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度。

　　5.碳酸甲乙酯，無色透明液體，是近年來興起的高科技、高附加值的化工產品，一種優(yōu)良的鋰離子電池電解液的溶劑，本品應儲存于陰涼、通風、干燥處，按易燃化學品規(guī)定儲運。

　　6.六氟磷酸鋰，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鋰在空氣中由于水蒸氣的作用而迅速分解，放出PF5而產生白色煙霧。

　　7.五氟化磷，是磷鹵化合物。五氟化磷在常溫常壓下為無色惡臭氣體，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。

　　鋰電池電解液如何影響電池質量？

　　為了確定電解液對鋰電池的影響，研究團隊利用LiTFSI和LiFSI做相關實驗，LiTFSI和LiFSI是非常相似的兩種電解液，僅僅是LiFSI比LiTFSI含有更少的碳和氟。他們利用環(huán)境分子實驗室里的設備不斷地測試電池充放電的能量，最后對電極做了調查分析。

　　他們發(fā)現用LiTFSI做電解液的鋰硫電池當中，鋰原子被硫原子束縛，在電極表面形成硫化鋰(LiSx)。而用LiFSI做電解液時,則形成硫酸鋰(LiSOx)。通過計算兩種鋰的化合物的結合緊密度,他們發(fā)現鋰硫化物容易破裂釋放鋰。然而,硫酸鋰是很難分開的，因此硫酸鋰當中的氧元素是罪魁禍首。

　　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(fā)生斷裂，會發(fā)生什么。"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為，引導我們設計更好的電解質，提高鋰硫電池的循環(huán)壽命。

　　鋰電池電解液成份優(yōu)勢是什么？

　　a.高的離子電導率，一般應達到1x10-3~2x10-2S/cm；

　　b.高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，在較寬的電壓范圍內不發(fā)生分離；

　　c.較寬的電化學窗口，在較寬的電壓范圍內保持電化學性能的穩(wěn)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、無污染性。

　　以上就是鋰電池電解液成分詳細介紹，目前商用鋰電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC/DMC，它具有較高的離子導電率與較好的電化學穩(wěn)定性。總的來說，鋰電池電解液的作用是非常大的，而且它的發(fā)展前景也是非常廣闊的。