什么是锂离子电池电解液？锂电池电解液要求有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-10-30 10:45
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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。常规的锂离子电池采用的都是非水有机溶剂，当锂电池由于内部短路而发热时，电解液受热分解产生气体，轻则电池膨胀，重则导致电池爆炸。本文将通过电解液的添加剂、电解液的要求等几个方面对电解液进行一个简单的分析和总结。
什么是锂离子电池电解液？
锂离子电池电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”。锂离子电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。
锂电池主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好，有爆炸的危险，日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好，无爆炸危险，适用性强，特别是用六氟磷酸锂制成的电池，除上述优点外，将来废弃电池的处理工作相对简单，对生态环境友好，因此该类电解质的市场前景十分广泛。
目前电解液配套基本已实现国产化，但软肋是占电解液成本约一半的电解质六氟磷酸锂，国内基本没有企业能够生产。所以，提高锂离子电池的能量密度是未来电池的发展趋势，电解液未来发展趋势也是配合电池，提高能量密度、安全性、满足一致性。
锂电池电解液要求
电解液是锂电池正负极之间起传导作用的离子导体，充放电过程中，在正负极间往返地传输锂离子。电解液对锂电池的充放电性能(倍率高低温)、寿命(循环储存)、温度适用范围都有着比较大的影响。
用于锂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1×10-3~2×10-2S/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。
锂电池电解液的构成
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）
锂盐：LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等；
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；
电解液添加剂的主要分类
(1)成膜添加剂：VC应用的比较广泛，其主要机理为碳负极表面发生自由基聚合反应，生成聚烷基碳酸锂化合物，从而有效抑制溶剂分子的共嵌入反应；PS、ES、DES、DMS等物质，其主要机理为还原分解形成SEI膜的主要成分是无机盐Li2S、Li2SO3或Li2SO4和有机盐ROSO2Li，大大增强SEI膜的稳定性；
(2)安全类添加剂：阻燃添加剂，降低电解液放热值以及自热率，主要是含P或F的有机化合物，如有机磷化物、有机氟化物、以及氟代烷基磷酸酯等。放过充添加剂，其主要机理为氧化还原梭反应（二茂铁）以及电聚合反应（联苯、环己基苯）；
(3)多功能添加剂：除水、导电、成膜等综合作用，酰胺类添加剂，与水形成氢键，同时含有孤对电子，起到稳定SEI膜的作用。
(4)过充保护添加剂：对于采用氧化还原对进行内部保护的方法人们进行了广泛的研究，这种方法的原理是通过在电解液中添加合适的氧化还原对，在正常充电时这个氧化还原对不参加任何化学或电化学反应，而当电池充满电或略高于该值时，添加剂开始在正极上氧化，然后扩散到负极发生还原反应。
锂离子电池电解液是危险品吗？
锂电池电解液不全是危险品。
电解液是一个意义广泛的名词，用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质)，也有应用于电池行业的电解液，以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。不同的行业应用的锂电池电解液，其成分相差巨大，甚至完全不相同。
