什么是锂聚合物电池电解质?

什么是锂聚合物电池电解质?

 

锂聚合物电池主导着电池市场，但你知道吗?锂聚合物电池电解质是一种液体和固体，

(1)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，特别是在较高的电位和温度环境下，不易分解。它具有很高的离子电导率，必须对阳极和阴极材料惰性，不能浸没和腐蚀。由于锂离子电池具有很高的充放电潜力，而且阳极材料中含有化学活性更强的锂，因此电解液必须是无水的有机化合物。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。

常见的有机液体电解质一般为1molL锂/混合碳酸盐溶剂体系。适用于锂离子电池的电解质作为电荷和质量传递的介质，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.液温范围(液程)较宽，至少在-20~80℃范围内为液体;C.具有良好的化学稳定性，基本不与电极活性物质(如正极和负极)发生反应

 

与电极材料相容性好，可形成稳定有效的钝化膜;

 

E.电化学稳定性好，分解电压高，减少电池自放电，降低电池运行时的压力增加;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、有机溶剂的选择和电解质溶液的优化决定了电池的循环效率、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。

 

 

固态电解质

 

直接采用金属锂作为阳极材料具有较高的可逆容量，其理论容量可达3862

 

Mah-g1比石墨贵十几倍，被认为是新一代锂离子电池最有吸引力的负极材料，但它生产枝晶锂。固体电解质作为阳极材料是可行的。此外，使用固体电解质可以避免液体电解质的泄漏，使电池更薄(只有0.1mm厚)，具有更高的能量密度和更小的尺寸。破坏性实验表明，固体锂离子电池具有很高的安全性能。液态电解质锂离子电池在经过钉子穿透、加热、短路、过充等破坏性实验后，会出现夜间泄漏、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、稳定性和低成本等特点。它可以用作阴阳电极之间的隔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，离子传导主要发生在非定性区，并借助聚合物链的运动而迁移。聚氧乙烯由于其分子链的高规律性，易结晶。因此，要提高离子电导率，一方面可以降低聚合物的结晶度，提高链的流动性;另一方面，可以提高导电盐在聚合物中的溶解度。通过接枝、嵌段、交联、共聚等方法，可以破坏高聚物的结晶性能，明显提高其离子电导率。此外，添加无机复合盐还可以提高离子电导率。在低介电常数的固体聚合物电解质中加入相对分子质量较低的液体有机溶剂，可大大提高导电盐的溶解度。所形成的电解液为凝胶聚合物电解液，在室温下具有很高的离子电导率，但在使用过程中会产生液体而失效。凝胶聚合物锂离子电池已经商业化。