鋰電池電解液配方解析

鋰電池電解液是由有機溶劑和電解質鋰鹽組成的非水液體電解質，當然也有固態類的電解質，它們詳盡都由什么組成的呢？下面就來知道一下吧。

1、液體鋰電池電解液

電解質的選用對鋰電池的性能影響非常大，它非得是化學穩定性能好尤其是在較高的電位下和較高溫度環境中不易發生分析，具有較高的離子導電率（10-3s/cm），而且對陰陽極材料非得是惰性的、不能侵腐它們。

導電鹽有LiCIO4、LiPF6、LiBF6、LiASF6和LiOSO2CF3，它們導電率大小依次為LiAsF6LiPF6LiCIO4LiBF6LiOSO2CF3。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現爆炸等安全性問題，一般只局限于試驗研究中；LiAsF6離子導電率較高易純化且穩定性較好，但含有有毒的As，使用受到限制；

LiBF6化學及熱穩定性不好且導電率不高，LiOSO2CF3導電率差且對電極有腐蝕用途，較少使用；雖然LiPF6會發生分析反應，但具有較高的離子導電率，因此目前鋰電池基本上是使用LiPF6。目前商用鋰電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC2DMC，它具有較高的離子導電率與較好的電化學穩定性。

2、固體電解液

用金屬鋰筆直用作陽極材料具有很高的可逆容量，其理論容量高達3862mAh-g-1，是石墨材料的十幾倍，價格也較低，被看作新一代鋰電池最有吸引力的陽極材料，但會出現枝晶鋰。采用固體電解質作為離子的傳導可抑制枝晶鋰的生長，使得金屬鋰用作陽極材料成為可能。此外使用固體電解質可戒備液態電解液漏液的缺點，還可把電池做成更薄（厚度僅為0.1mm）、能量密度更高、體積更小的高能電池。

固體聚合物電解質具有良好的柔韌性、成膜性、穩定性、成本低等特點，既可作為正負電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質用。

固體聚合物電解質一般可分為干形固體聚合物電解質（SPE）和凝膠聚合物電解質（GPE）。SPE固體聚合物電解質緊要還是基于聚氧化乙烯（PEO），其缺點是離子導電率較低，在100℃下只能達到10-40cm。

在固體聚合物電解質中加入高介電常數低相對分子質量的液態有機溶劑如PC則可大大提高導電鹽的溶解度，所構成的電解質即為GPE凝膠聚合物電解質，它在室溫下具有很高的離子導電率，但在使用過程中會發生析液而失效。凝膠聚合物鋰電池已經商品化。

3、凝膠型電解質

凝膠型聚合物電解質緊要成分和液態有機電解質基本相同，只是將液態有機電解質吸附在凝膠狀的聚合物基質上，因此除了需具備以上條件外，還應具備與電極活性物質之間的粘接性好、所有的溶劑均固定在聚合物基體中，不存在自由有機溶劑，以保證不發生漏液、彎曲性能好機械強度大等特點。

鋰電池電解液應滿足：

A鋰離子電導率高，在較寬的溫度范圍內電導率在3×10-3~2×10-2S/cm；

B電化學窗口寬，即在較寬的電壓范圍內穩定（關于鋰電池而言，要穩定在4.5V）而不發生分析反應，即具有良好的氧化穩定性。

C化學穩定高，即與電池體系的電極材料如正極、負極、集流體、隔膜、膠黏劑等基本不發生反應；

D在較寬的溫度范圍內保證成液態，一般希望溫度范圍為-40~+700C

E對離子具有較好的溶劑化性能；

F沒有毒性，蒸氣壓低，使用安全；

G能盡量促使電極可逆反應的進行，與電極之間有良好的相容性；

H制備容易、成本低。

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