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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    電解液的用量對鋰離子電池性能是什么影響

    2021-04-25 ryder

    電解液的用量對鋰離子電池性能是什么影響?鋰離子電解液對于密封電池來說,多了容易出現漏液。首次效率影響不大。但是會減少壽命。注液量少了,電解液的電阻相對增大,會影響首次的效率,也會降低壽命。電解液中的水含量主要影響鋰離子電池的傳輸和電極活性物質的活性,降低容量和壽命。


    電解液的用量對鋰離子電池性能是什么影響?


    電解液作為鋰離子遷移和電荷傳遞的介質,為確保活性物質得到充足使用,要求電芯卷芯各空隙洋溢電解液。各正極材料壓實密度不一樣,對電解液量的需求互有差異。一般情況是壓實密度大的鈷酸鋰正極材料電解液的需求小,壓實密度低的三元和錳酸鋰正極體系電池電解液需求最大。


    (1)電解液量對鋰離子電池容量的影響


    容量隨著電解液量的增加而增加,容量最好的鋰離子電池是隔膜剛好浸潤。可見電解液量不夠,正極片浸潤不充足,隔膜未浸潤,導致內阻偏大,容量發揮較低。電解液量的增加有利于充足利用活性物質的容量。由此說明,鋰離子電池容量與電解液量有較大關系,電池容量隨著電解液量的增加而增加,但最后基本趨于恒定。


    (2)電解液量對鋰離子電池循環性能的影響


    電解液量較少,導電率降低,循環后內阻增大快,加速鋰離子電池局部電解液的分析或揮發,是電池循環性能的惡化速度逐漸加快。電解液過多導致電芯的副反應也相對增加,產氣量較多,導致電芯的循環性能下降。再者電解液過量也浪費。由此可見電解液量對鋰離子電池的循環性能影響非常分明,電解液過少或過多,都不利于電池的循環性能。


    (3)電解液量對鋰離子電池安全性能的影響


    電池的安全性能好主要是使用過程中不出現鼓殼和爆炸。鋰離子電池爆炸的其中一個原由就是注液量達不到工藝要求。當電解液量過少時,電池內阻大,發熱多。溫度升高導致電解液迅速分析產氣,隔膜融化,造成電池氣脹短路爆炸。當所采用的電解液與正負極材料發生副反應產氣量過多時,可以通過添加適量的電解液浸潤劑來減少電解液加入量,從而降低產氣過多的問題,提高電池安全性。而當電解液量過多時,充放電過程萌生的氣體量大,電池內部壓力大,殼體破碎,引起電解液泄露。電解液溫度較高時,遇到空氣而著火。


    電解液是鋰電池不可或缺的緊要組成部分,是鋰電池獲得高電壓、高能量密度、高循環性能等優勢的必備條件。電解液的量對于鋰離子電池的電化學性能、安全性能都有緊要的影響,過多或過少都是不適宜的,需要進行試驗確定與正負極材料、隔膜相適應的電解液量。


    鋰電池電解液的性能要求


    (1)離子電導率高,一般應達到10-3~2*10-3S/cm;鋰離子遷移數應接近于1;


    (2)電化學穩定的電位范圍寬;非得有0~5V的電化學穩定窗口;


    (3)熱穩定好,使用溫度范圍寬;


    (4)化學性能穩定,與電池內集流體和活性物質不發生化學反應;


    (5)安全低毒,最好能夠生物降解。


    總結:影響鋰離子電池性能的因素有很多,諸如材料種類、正負極壓實密度、水分、涂布面密度及電解液用量等。不同的正負極材料選擇適宜的電解液體系,并不能保證鋰離子電池具備好的電化學性能,還要依據不同正極材料需求確定恰當的電解液量。

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