聚合物锂电池电解质有哪些?

什么是聚合物锂电池电解液?

锂聚合物电池主导着电池市场，但你知道吗?锂聚合物电池电解液是液态和固态的，下面就来了解一下吧。

 

锂电池

 

(1)聚合物锂电池的液体电解质

 

电解液的选择对锂离子电池的性能有很大的影响。它必须具有良好的化学稳定性，特别是在高电位和高温环境下，不易分解，具有较高的离子电导率，并且阳极和阴极材料必须是惰性的，不能浸出。由于锂离子电池的高充放电电位和阳极材料中含有化学活性锂，电解液必须是有机化合物，不能含有水。但有机离子的电导率较差，应在有机溶剂中加入可溶性导电盐，以提高离子的电导率。目前，锂离子电池主要采用液体电解质，溶剂是无水有机物，多采用混合溶剂。

 

常见的有机液体电解质一般由1molL锂/混合碳酸盐溶剂组成。适用于锂离子电池的电解质作为电荷传递和传质介质，一般应满足以下要求:

 

A.电导率高，温度范围宽，最好(1~2)×10-3s /cm以上，锂离子迁移数尽可能高;B.液体温度范围宽(液体范围)，液体温度至少在-20~80℃范围内;C.化学稳定性好，基本不与电极活性物质(如正负极材料)、流体收集、隔膜等反应

 

与电极材料相容性好，形成稳定有效的钝化膜;

 

E.电化学稳定性好，分解电压高，降低电池自放电，增加电池内部压力;F.闪点、着火点高，安全性好;G.环保，分解产物对环境影响小。

 

以上要求是锂离子电池低内阻、长寿命、高安全性的重要保证。锂盐、有机溶剂和电解质溶液的选择决定了锂离子电池的循环效率、工作电压、工作温度和储存寿命。从某种意义上说，锂离子电池的液体电解质对电池性能起着决定性的作用。

 

经过几十年的研究和实践，锂离子电池所用的电解质已经基本形成，商用电解质一般选用LiPF6作为锂盐。该溶剂主要是由碳酸乙烯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)组成的混合溶剂。此外，少数电解液系统用于特殊用途。这些电解液系统支持锂离子电池的商业化和未来的研究和发展。

 

(2)聚合物锂电池固体电解质

 

直接用作阳极材料的金属锂具有很高的可逆容量，其理论容量可达3862mag。g1，比石墨材料多十倍，价格也低，被认为是新一代锂离子电池最具吸引力的负极材料，但会产生枝晶锂。固体电解质可用作阳极材料。此外，使用固体电解质可以避免液体电解质泄漏的缺点，而且电池可以制成更薄(厚度只有0.1mm)、更高的能量密度、更小的高能电池。破坏性实验表明，固体锂离子电池具有较高的安全性能。通过naking、加热、短路、过充等破坏性实验，液态电解质锂离子电池会出现泄漏、爆炸等安全问题，而固态电池除了内部温度略有升高外，没有其他安全问题。固体聚合物电解质具有良好的柔性、成膜性、稳定性和低成本，可作为阴阳电极之间的膜和离子转移的电解质。固体聚合物电解质一般可分为干式固体聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。固体聚合物电解质主要以聚氧乙烯为基础，具有离子电导率低的缺点。在固体聚合物电解质中，离子导电主要发生在非定性区，并借助聚合物链的运动而迁移。聚氧乙烯因其分子链的高规律性而易结晶，结晶降低了离子电导率。