锂电池电解质衰降原理
来源：宝鄂实业
2020-01-21 23:06
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锂电池电解液下降原理
锂离子电池电解液不发生副反应，理论上可以实现无限循环。然而，由于传统的碳酸盐电解液在阳极和阴极表面不稳定，在使用过程中电解液会在阳极和阴极表面分解，导致电池容量不断下降。
电解质下降
关于电解液在正负电极表面的分解反应的研究较多，但大部分试验是在实验室条件下进行的。电池在固定的循环系统中反复充放电，导致电池下降，并进一步分析了电池下降的机理。但在实际应用中，锂离子电池的工作状态要复杂得多，如快速加速时间短、充电速度快、搁置时间长等，这些都是导致电解液分解的重要原因。
电解液的衰变中含有DMC、EMC等溶剂成分，通过酯交换作用可产生具有相似结构的DEC。这就是为什么在大多数电解质(0.3-1.3%)中发现少量DEC的原因。
锂离子电池中除溶剂分解反应外，电解质中的LiPF6也会发生分解反应。一般认为，锂盐的分解主要是由电解液中的微量水引起的。一般情况下，商用锂离子电池电解液的含水量小于20mg/L，但电动汽车电池的含水量要高得多(995,643,113和290mg L -1)。POF3是LiPF6在水作用下分解的产物，由于其高反应活性，仅在部分电解质中存在。而电解液中的POF3则进一步分解为产物DFP。虽然DFP是LiPF6的分解产物，但它实际上可以帮助形成更稳定的SEI膜，从而提高电池的循环性能。在LiPF6分解过程中，也会生成少量HF，最终在负极形成LiF，成为SEI膜的一部分。
LiPF6产生在分解的过程中,除了上面的分解产物,也可以与电解液反应溶剂,二甲基磷酸(DMFP)生产氟,氟磷酸二乙酯(DEFP),和其他类似的分解产物毒性的有机磷毒药,毒药和有机磷类可以通过皮肤进入人体,这意味着动力电池在拆卸和再利用过程中需要注意有关人员的保护，避免与电解液过多接触。
