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锂离子电池电解液到底是什么?电解成分的主要成分有哪些

2022-04-08   点击量:650

在传统电池中,通常使用水作为溶剂的电解液体系,但是由于水的理论分解电压为1.23V,考虑到氢或氧的过电位,以水为溶剂的电解液体系的电池电压最高也只有2V左右(例如铅酸电池);在锂离子电池中,电池的工作电压通常高达3~4V,传统的水溶液已不再适用,因此必须采用非水电解液体系作为锂离子电池的电解液。其中非水有机溶剂是电解液的主体成分。


电解液重要由三部分构成


(1)溶剂:环状碳酸酯(PC、EC);链状碳酸酯(DEC、DMC、EMC);羧酸酯类(MF、MA、EA、MA、MP等);(用于溶解锂盐)


(2)锂盐:LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等;


(3)添加剂:成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂;


用于锂离子电池的电解质应该满足以下基本要求


a.高的离子电导率,一般应达到1x10-3~2x10-2S/cm;


b.高的热稳定性和化学稳定性,在较宽的电压范围内不发生分离;


c.较宽的电化学窗口,在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定;


d.与电池其他部分例如电极材料、电极集流体和隔膜等具有良好的相容性;


e.安全、无毒、无污染性。


重要溶剂组分理化参数


重要溶剂组分充电过程中的反应


几种常用锂盐的简单性能比较


LiBF4:低温性能比较好,但是价格昂贵和溶解度比较低;


LiPF6:综合性能比较好,缺点是易吸水水解;


LiAsF6:综合性能比较好,但是毒性太大;


LiClO4:综合性能比较好,但是强氧化性导致安全性不高;


LiBOB:高温性能比较好,尤其能拟制溶剂对负极的插入破坏,但是溶解度太低。




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钜大特种电池工程研究院

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