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锂电池电解液成分构成主要有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-10-17 05:47    点击量:
(1)溶剂:环状碳酸酯(PC、EC);链状碳酸酯(DEC、DMC、EMC);羧酸酯类(MF、MA、EA、MA、MP等)(用于溶解锂盐)。
 
(2)锂盐:LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等。
 
(3)添加剂:成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂。
 
用于锂离子电池的电解质一般应该满足以下基本要求:
 
a.高的离子电导率,一般应达到1x10-3~2x10-2 S/cm。
 
b.高的热稳定性和化学稳定性,在较宽的电压范围内不发生分离。
 
c.较宽的电化学窗口,在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定。
 
d.与电池其他部分例如电极材料、电极集流体和隔膜等具有良好的相容性。
 
e.安全、无毒、无污染性。
 
1、液体的锂电池电解液
 
电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大,它必须是化学稳定性能好,尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解,具有较高的离子导电率(>10-3 S/cm),而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐它们。
 
由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂,所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机物离子导电率都不好,所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。
 
目前锂离子电池主要是用液态电解质,其溶剂为无水有机物如EC、PC、DMC、DEC,多数采用混合溶剂,如EC/DMC和PC/DMC等。导电盐有LiClO 4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等,它们导电率大小依次为LiAsF6>LiPF6>LiClO 4>LiBF6。LiClO4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题,一般只局限于实验研究中;LiAsF6离子导电率较高易纯化且稳定性较好,但含有有毒的As,使用受到限制;LiBF6化学及热稳定性不好且导电率不高,虽然LiPF6会发生分解反应,但具有较高的离子导电率,因此目前锂离子电池基本上是使用L iPF6。目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用LiPF6的EC/DMC,它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。