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电池知识

锂离子电池电解质的作用以后哪些?

来源:宝鄂实业    2019-12-07 22:25    点击量:
锂离子电池电解液的要求和功能。目前,固体锂电池可分为无机固体电解质电池和聚合物固体锂电池。电解液的性能对整个电池的性能起着至关重要的作用。它对电池的循环性能、工作温度范围、电池的耐久性都有非常重要的影响。对于锂离子电池来说,电解质的组成至少包括两部分:溶剂和锂盐。
 
锂离子电池的电解质作用
 
锂离子电池电解液。JPG
 
电解液是构成手机、笔记本电脑、录像机等能源输送设备二次锂电池和一次锂电池容量的核心材料之一。它还提高了移动的阳极和阴极之间的流动性,并作为一种介质。电解质作为锂离子电池的重要组成部分,在正负电极间传递离子传导电流起着重要的作用。选择合适的电解质也是获得高能量密度和功率密度、长循环寿命、安全性能好的锂离子二次电池的关键。
 
锂电池的电解液是电池内部电解液与电极材料之间的相互作用,本身具有分解反应,几乎参与了电池内部所有的反应过程。目前,锂离子电池中含有的电解质大部分是有机体系。在过充、过放电、短路、热冲击等滥用情况下,电池温度迅速升高。电解液一般易燃,经常导致电池起火甚至爆炸。
 
电解质是锂离子电池的重要组成部分,是锂离子在正极和负极之间传输离子和传导电流的物质。从相上看,锂离子电池电解液可分为液体、固体和熔盐电解液三类。
 
锂离子电池的电解质要求
 
锂离子电导率:电解液不具有导电性,但必须具有良好的离子电导率。电解质的电导率一般在1×10-3~2×10-3s /cm之间。作为一种电解质,必须具有良好的离子电导率和电子绝缘性,才能发挥离子传导介质的功能,减少其自放电。
 
●离子迁移数:锂电池内部运输电荷取决于离子的迁移数,高离子迁移数可以降低电极反应的浓差极化,使电池产生高的能量密度和功率密度。理想的锂离子迁移数应该尽可能接近1。
 
●稳定性:当电解液与电极直接接触时,尽量避免副反应,这就要求电解液具有一定的化学稳定性和热稳定性。
 
●机械强度:锂离子电池电解液需要有足够高的机械强度才能满足大批量生产电池的包装工艺。Li等将磷酸三甲酯(TMP)作为高压电解液添加剂,以Li1.2 Mn0.54 Ni0.13 Co0.13 O2作为电池的正极并进行试验,结果表明,电解液中加入1% TMP,可以显著提高电池的性能和循环性能。
 
●优异的机械性能:由于与正极和负极直接接触,聚合物锂电池电解液应具有较强的韧性,能够承受电池组装、储存和使用过程中应力的变化,且不会发生脆性裂纹。同时作为膜片使用,具有相当的机械强度,可以抑制锂枝晶的产生和击穿,防止正极和负极短路。
 
总的来说,在动力锂离子电池的应用领域,目前主流的液体电解质和凝胶电解质都存在一定的安全风险,因此,发展短路、过充、热控制、燃烧和不可燃的电解质是解决动力电池安全问题的关键。