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锂电池的电解液是电池的一部分吗?

来源:宝鄂实业    2019-08-25 11:55    点击量:
锂电池电解液主要是由有机溶剂组成的,适合的溶剂需其介电常数高,粘度小,常用的有烷基碳酸盐如PC、EC等极性强,介电常数高。
锂电池的电解液是电池的一个重要组成部分,对电池的性能有很大的影响。在传统电池中,电解液均采用以水为溶剂的电解液体系。传统的水溶液体系显然已不再适应电池的需要,而必须采用非水电解液体系作为锂离子电池的电解液。
 
锂电池电解液主要采用能耐高电压而不分解的有机溶剂和电解质。锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。有机溶剂是电解液的主体部分,与锂电池电解液的性能密切相关,一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用。常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,但从成本、安全性等多方面考虑,六氟磷酸锂是商业化锂电池采用的主要电解质。添加剂的使用尚未商品化,但一直是有机电解液的研究热点之一。
 
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,与锂离子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,造成锂电池的循环性能下降。
 
二氧化碳能变废为宝成为锂电池电解液溶剂,奥克股份的“新能源锂电池电解液溶剂项目”实现了这一绿色目标。日前,奥克股份与中科院过程所共同开发的“固载离子液体催化二氧化碳制备碳酸二甲酯(DMC)/乙二醇绿色工艺”通过了中国石油和化工联合会组织的、由多位院士组成的鉴定委员会的技术成果鉴定。
 
锂电池电解液溶剂的生产日趋成熟,电解液溶液的生产日趋成熟,因为对锂电的各项性能均起着至关重要的作用,所以电解液溶剂也一直是研究热点之一。锂电池电解液毕竟占据电池成本15%的电解液也确实在电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。
 
三元锂电池电解液储存要求
 
1、使用油桶车周转。
 
2、使用前,生产人员必须通知注液工序QC检测电解液的含水量(取样,包括电解液桶里和缓存罐里未用完的电解液,环境要求手套箱露点小于-28℃),测试合格后方可生产。
 
3、从电解液桶里补充电解液到缓存罐时,两个人配合操作,A先打开缓存罐阀门1,如图1,B再打开SP快速阀门2,如图2,然后观察缓存罐上面的透明管子里面的电解液液面高度,要求在电解液高度不超过塑料管最上端时先关闭阀门2,再关闭阀门1,
 
锂电池的主要组成部分包括四个方面:正极材料、负极材料、电解液、隔膜。电解液作为锂离子电池的重要组成部分对提升锂离子电池的循环性能、能量密度,从而进一步提升电动汽车续航里程起着不可替代的作用。电解液是电池正负极之间起传导作用的离子导体,由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料以一定的比例配成。由于锂电池的应用领域越来越广泛,形形色色的锂电池对其电解液的要求也必然有所不同。接下来,小编就电解液的发展趋势浅析一下锂电关键原材料——电解液。
 
1、  高比能量型电解液
 
追求高比能量是目前锂离子电池最大的研究方向,尤其是移动设备在人们生活中所占有的比重越来越多的时候,续航,成为了电池最为关键的性能。
 
如图所示,未来高能量密度电池的发展必然是高电压正极、硅负极。负极硅具有庞大的克容量而被人们关注,但是由于自身的溶胀作用导致其无法应用,近年来研究方向已经转变为硅碳负极,其具有相对较高的克容量以及较小的体积变化,不同的成膜添加剂在硅碳负极方面的循环效果不同
 
2、  高功率型电解液
 
目前,商品化的锂电子电池很难实现高倍率持续放电,主要原因是电池极耳发热严重,内阻导致电池的整体温度过高,容易发生热失控。因此,需要电解液在保持高电导率的情况下能抑制电池升温过快。而对于动力电池,实现快充也是电解液发展的一个重要方向。
 
高功率电池不仅对电极材料提出了高固相扩散、纳米化使离子迁移路径短、控制极片厚度和压实等要求,也对电解液提出了更高的要求:1、高解离度电解质盐;2、溶剂复合-粘度更低;3、界面控制-膜阻抗更低。
 
3、宽温型电解液
 
电池在高温时容易发生电解液自身分解以及材料与电解液件的副反应加剧;而在低温时则可能会有电解质盐析出和负极SEI膜阻抗成倍增加。所谓宽温电解液就是使电池拥有更加宽泛的工作环境。