鉅大LARGE | 點擊量:282次 | 2023年12月09日
鋰電池電解液的組成和制作要條件有什么
一、鋰離子電池電解液的組成
1、有機溶劑
鋰離子電池電解液中常用的溶劑有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等,一般不使用碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)等重要用于鋰一次電池的溶劑。PC用于二次電池,與鋰離子電池的石墨負極相容性很差,充放電過程中,PC在石墨負極表面發(fā)生分解,同時引起石墨層的剝落,造成電池的循環(huán)性能下降。
通常認為,EC與一種鏈狀碳酸酯的混合溶劑是鋰離子電池優(yōu)良的電解液,如EC+DMC、EC+DEC等。但并不絕對,當PC與相關(guān)的添加劑用于鋰離子電池,有利于提高鋰離子電池的低溫性能。
有機溶劑在使用前必須嚴格控制質(zhì)量,如要求純度在99.9%以上,水分含量必須達到10*l0-6以下。嚴格控制有機溶劑的水分,關(guān)于配制合格鋰離子電池電解液有著決定性影響。利用分子篩吸附、常壓或減壓精餾、通入惰性氣體的方法,可以使水分含量達到要求。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、電解質(zhì)鋰鹽
LiPF6是最常用的電解質(zhì)鋰鹽,是未來鋰鹽發(fā)展的方向。LiPF6對負極穩(wěn)定,放電容量大,電導率高,內(nèi)阻小,充放電速度快。但對水分和HF酸極其敏感,易于發(fā)生反應,只能在干燥氣氛中操作,且不耐高溫,80℃~100℃發(fā)生分解反應,生成五氟化磷和氟化鋰,提純困難,因此配制鋰離子電池電解液時應控制LiPF6溶解放熱導致的自分解及溶劑的熱分解。
3、添加劑
添加劑的種類繁多,不同的鋰離子電池生產(chǎn)廠家對電池的用途、性能要求不一,所選擇的添加劑的側(cè)重點也存在差異。一般來說,所用的添加劑重要有三方面的用途:
鋰離子電池電解液中加入苯甲醚改善SEI膜的性能,在鋰離子電池電解液中加入苯甲醚或其鹵代衍生物,能夠改善電池的循環(huán)性能,減少電池的不可逆容量損失;
鋰離子電池電解液加入金屬氧化物降低電解液中的微量水和HF酸;
防止過充電、過放電。
二、鋰離子電池電解液制作需具備條件
鋰離子電池電導率高,一般應達到10-3~2*10-3S/cm;鋰離子遷移數(shù)應接近于1;
電化學穩(wěn)定的電位范圍寬;必須有0~5V的電化學穩(wěn)定窗口;
熱穩(wěn)定好,使用溫度范圍寬;
化學性能穩(wěn)定,與電池內(nèi)集流體和活性物質(zhì)不發(fā)生化學反應;
安全低毒,最好能夠生物降解。
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