锂电池电解液作用_锂电池电解液的种类

锂电池电解液效果

锂电池电解液是不可忽视的一个方面，究竟占有电池本钱15%的电解液也确真实电池的能量密度、功率密度、宽温运用、循环寿数、安全功能等方面扮演着至关重要的角色。

电解液是锂电池四大关键资料正极、负极、隔膜、电解液之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的效果，是锂电池取得高电压、高比能等长处的确保。

电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等质料，在必定条件下、按必定份额制造而成的。首要运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欠好，有爆破的风险，日本和美国已禁止运用。而用含氟锂盐制成的电池功能好，无爆破风险，适用性强，特别是用六氟磷酸锂制成的电池，除上述长处外，将来废弃电池的处理工作相对简略，对生态环境友好，因而该类电解质的市场前景十分广泛。

电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的效果，是锂离子电池取得高电压、高比能等长处的确保。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等质料，在必定条件下、按必定份额制造而成的。

锂电池电解液的具有条件

锂离子电池选用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。一般作为实用锂离子电池的有机电解液应该具有以下功能：

（1）离子电导率高，一般应到达10-3～2*10-3S/cm；锂离子迁移数应接近于1；

（2）电化学安稳的电位规模宽；有必要有0～5V的电化学安稳窗口；

（3）热安稳好，运用温度规模宽；

（4）化学功能安稳，与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应；

（5）安全低毒，最好能够生物降解。

适合的溶剂需其介电常数高，粘度小，常用的有烷基碳酸盐如PC，EC等极性强，介电常数高，但粘度大，分子间效果力大，锂离于在其中移动速度慢。而线性酯，如DMC（二甲基碳酸盐）、DEC（二乙基碳酸盐）等粘度低，但介电常数也低，因而，为取得具有高离子导电性的溶液，一般都选用PC+DEC，EC+DMC等混合溶剂。这些有机溶剂有一些滋味，但总体来说，都是能符合欧盟的RoHS，REACH要求的，是毒害性很小、环保有好性的资料。

现在开发的无机阴离子导电盐首要有LiBF4，LiPF6，LiAsF6三大类，它们的电导率、热安稳性和耐氧化性次序如下：

电导率：LiAsF6≥LiPF6》LiClO4》LiBF4

热安稳性：LiAsF6》LiBF4》LiPF6

耐氧化性：LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4》LiClO4

LiAsF6有十分高的电导率、安稳性和电池充电放电率，但因为砷的毒性约束了它的运用。现在最常用的是LiPF6。

总的来说，锂电池电解液的效果是十分大的，并且它的发展前景也是十分宽广的，

锂电池电解液是电池中离子传输的载体，首要是由高纯度的有机类溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等质料组成的，电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等质料，在必定条件下，按必定份额制造而成的。

锂电池电解液的品种

1、液体电解液

电解质的选用对锂离子电池的功能影响十分大，它有必要是化学安稳功能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分化，具有较高的离子导电率（》10-3S/cm），并且对阴阳极资料有必要是惰性的、不能侵腐它们。因为锂离子电池充放电电位较高并且阳极资料嵌有化学活性较大的锂，所以电解质有必要选用有机化合物而不能含有水。但有机物离子导电率都欠好，所以要在有机溶剂中参加可溶解的导电盐以提高离子导电率。现在锂离子电池首要是用液态电解质，其溶剂为无水有机物如EC、PC、DMC、DEC，大都选用混合溶剂，如EC/DMC和PC/DMC等。导电盐有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等，它们导电率大小依次为LiAsF6》LiPF6》LiClO4》LiBF6。LiClO4因具有较高的氧化性简单呈现爆破等安全性问题，一般只局限于试验研讨中；LiAsF6离子导电率较高易纯化且安稳性较好，但含有有毒的As，运用受到约束；LiBF6化学及热安稳性欠好且导电率不高，尽管LiPF6会发生分化反应，但具有较高的离子导电率，因而现在锂离子电池基本上是运用LiPF6。现在商用锂离子电池所用的电解液大部分选用LiPF6的EC/DMC，它具有较高的离子导电率与较好的电化学安稳性。

2、固体电解液

用金属锂直接用作阳极资料具有很高的可逆容量，其理论容量高达3862mAh·g-1，是石墨资料的十几倍，价格也较低，被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极资料，但会发生枝晶锂。选用固体电解质作为离子的传导可抑制枝晶锂的成长，使得金属锂用作阳极资料成为可能。此外运用固体电解质可防止液态电解液漏液的缺陷，还可把电池做成更薄（厚度仅为0.1mm）、能量密度更高、体积更小的高能电池。损坏性试验表明固态锂离子电池运用安全功能很高，经钉穿、加热（200℃）、短路和过充（600%）等损坏性试验，液态电解质锂离子电池会发生漏液、爆破等安全性问题，而固态电池除内温略有升高外（《20℃）并无任何其它安全性问题呈现。固体聚合物电解质具有良好的柔韧性、成膜性、安稳性、本钱低一级特色，既可作为正负电极间隔膜用又可作为传递离子的电解质用。

固体聚合物电解质一般可分为干形固体聚合物电解质（SPE）和凝胶聚合物电解质（GPE）。SPE固体聚合物电解质首要仍是根据聚氧化乙烯（PEO），其缺陷是离子导电率较低，在100℃下只能到达10-40cm。在SPE中离子传导首要是发生在无定形区，借助聚合物链的移动进行传递迁移。PEO简单结晶是因为其分子链的高规整性，而晶形化会下降离子导电率。因而要想提高离子导电率一方面可通过下降聚合物的结晶度，提高链的可移动性，另一方面可通过提高导电盐在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交联、共聚等手段来损坏高聚物的结晶功能，可明显地提高其离子导电率。此外参加无机复合盐也能提高离子导电率。在固体聚合物电解质中参加高介电常数低相对分子质量的液态有机溶剂如PC则可大大提高导电盐的溶解度，所构成的电解质即为GPE凝胶聚合物电解质，它在室温下具有很高的离子导电率，但在运用过程中会发生析液而失效。凝胶聚合物锂离子电池已经商品化。