鋰電池電解液成分介紹，電解液如何影響鋰電池質(zhì)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(zhì)量?電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一,鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體，起著至關(guān)重要的作用。鋰電池電解液成份一般由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。本文存能電氣小編就來詳細(xì)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(jī)電解液和無機(jī)電解液。當(dāng)前應(yīng)用最廣的是液態(tài)有機(jī)電解液。

　　電解液充溢在電池殼體內(nèi)部，電池的正負(fù)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(dǎo)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(dòng)。

　　鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體。在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用，就像是正極與負(fù)極之間的“愛情紐帶”，是對(duì)鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)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(jī)溶劑、電解質(zhì)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(shí)為結(jié)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(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)、干燥處，遠(yuǎn)離火源，按一般低毒化學(xué)品規(guī)定儲(chǔ)運(yùn)。

　　3.碳酸二乙酯，無色液體，稍有氣味;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點(diǎn)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(shí)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(chǎn)品，一種優(yōu)良的鋰離子電池電解液的溶劑，本品應(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)、干燥處，按易燃化學(xué)品規(guī)定儲(chǔ)運(yùn)。

　　6.六氟磷酸鋰，白色結(jié)晶或粉末，潮解性強(qiáng);暴露空氣中或加熱時(shí)分解，暴露空氣中或加熱時(shí)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(chǎn)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(duì)皮膚、眼睛、粘膜有強(qiáng)烈刺激性。五氟化磷被用作聚合反應(yīng)的催化劑。

　　鋰電池電解液如何影響電池質(zhì)量？

　　為了確定電解液對(duì)鋰電池的影響，研究團(tuán)隊(duì)利用LiTFSI和LiFSI做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備不斷地測(cè)試電池充放電的能量，最后對(duì)電極做了調(diào)查分析。

　　他們發(fā)現(xiàn)用LiTFSI做電解液的鋰硫電池當(dāng)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(shí),則形成硫酸鋰(LiSOx)。通過計(jì)算兩種鋰的化合物的結(jié)合緊密度,他們發(fā)現(xiàn)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(dāng)中的氧元素是罪魁禍?zhǔn)住?/span>

　　通過將宏觀的成分分析與模擬相結(jié)合，我們可以看到哪些鍵容易破碎，如果化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，會(huì)發(fā)生什么。"正在國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Ji-Guang(Jason)Zhang博士說到，"這個(gè)過程讓我們識(shí)別電解質(zhì)的行為，引導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)更好的電解質(zhì)，提高鋰硫電池的循環(huán)壽命。

　　鋰電池電解液成份優(yōu)勢(shì)是什么？

　　a.高的離子電導(dǎo)率，一般應(yīng)達(dá)到1x10-3~2x10-2S/cm；

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

　　c.較寬的電化學(xué)窗口，在較寬的電壓范圍內(nèi)保持電化學(xué)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(xì)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(dǎo)電率與較好的電化學(xué)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。