什么是鋰離子電池電解液?鋰電池電解液要求

來源：存能電氣  日期：2019-04-21 11:50  瀏覽量：次

　　什么是鋰離子電池電解液？鋰電池電解液要求。鋰電池的電解液是電池的一個重要組成部分,對電池的性能有很大的影響。常規的鋰離子電池采用的都是非水有機溶劑，當鋰電池由于內部短路而發熱時，電解液受熱分解產生氣體，輕則電池膨脹，重則導致電池爆炸。本文將通過電解液的添加劑、電解液的要求等幾個方面對電解液進行一個簡單的分析和總結。

　　什么是鋰離子電池電解液？

　　鋰離子電池電解液是鋰離子電池四大關鍵材料（正極、負極、隔膜、電解液）之一，號稱鋰離子電池的“血液”。鋰離子電池電解液是電池中離子傳輸的載體。一般由鋰鹽和有機溶劑組成。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。

　　鋰電池主要使用的電解質有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好，有爆炸的危險，日本和美國已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好，無爆炸危險，適用性強，特別是用六氟磷酸鋰制成的電池，除上述優點外，將來廢棄電池的處理工作相對簡單，對生態環境友好，因此該類電解質的市場前景十分廣泛。

　　目前電解液配套基本已實現國產化，但軟肋是占電解液成本約一半的電解質六氟磷酸鋰，國內基本沒有企業能夠生產。所以，提高鋰離子電池的能量密度是未來電池的發展趨勢，電解液未來發展趨勢也是配合電池，提高能量密度、安全性、滿足一致性。

　　鋰電池電解液要求

　　電解液是鋰電池正負極之間起傳導作用的離子導體，充放電過程中，在正負極間往返地傳輸鋰離子。電解液對鋰電池的充放電性能(倍率高低溫)、壽命(循環儲存)、溫度適用范圍都有著比較大的影響。

　　用于鋰電池的電解質一般應該滿足以下基本要求：

　　a.高的離子電導率，一般應達到1×10-3~2×10-2S/cm；

　　b.高的熱穩定性和化學穩定性，在較寬的電壓范圍內不發生分離；

　　c.較寬的電化學窗口，在較寬的電壓范圍內保持電化學性能的穩定；

　　d.與電池其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性；

　　e.安全、無毒、無污染性。

　　鋰電池電解液的構成

　　溶劑：環狀碳酸酯（PC、EC）；鏈狀碳酸酯（DEC、DMC、EMC）；羧酸酯類（MF、MA、EA、MA、MP等）；（用于溶解鋰鹽）

　　鋰鹽：LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等；

　　添加劑：成膜添加劑、導電添加劑、阻燃添加劑、過充保護添加劑、控制電解液中H2O和HF含量的添加劑、改善低溫性能的添加劑、多功能添加劑；

　　電解液添加劑的主要分類

　　(1)成膜添加劑：VC應用的比較廣泛，其主要機理為碳負極表面發生自由基聚合反應，生成聚烷基碳酸鋰化合物，從而有效抑制溶劑分子的共嵌入反應；PS、ES、DES、DMS等物質，其主要機理為還原分解形成SEI膜的主要成分是無機鹽Li2S、Li2SO3或Li2SO4和有機鹽ROSO2Li，大大增強SEI膜的穩定性；

　　(2)安全類添加劑：阻燃添加劑，降低電解液放熱值以及自熱率，主要是含P或F的有機化合物，如有機磷化物、有機氟化物、以及氟代烷基磷酸酯等。放過充添加劑，其主要機理為氧化還原梭反應（二茂鐵）以及電聚合反應（聯苯、環己基苯）；

　　(3)多功能添加劑：除水、導電、成膜等綜合作用，酰胺類添加劑，與水形成氫鍵，同時含有孤對電子，起到穩定SEI膜的作用。

　　(4)過充保護添加劑：對于采用氧化還原對進行內部保護的方法人們進行了廣泛的研究，這種方法的原理是通過在電解液中添加合適的氧化還原對，在正常充電時這個氧化還原對不參加任何化學或電化學反應，而當電池充滿電或略高于該值時，添加劑開始在正極上氧化，然后擴散到負極發生還原反應。

　　鋰離子電池電解液是危險品嗎？

　　鋰電池電解液不全是危險品。

　　電解液是一個意義廣泛的名詞，用于不同行業其代表的內容相差較大。有生物體內的電解液(也稱電解質)，也有應用于電池行業的電解液，以及電解電容器、超級電容器等行業的電解液。不同的行業應用的鋰電池電解液，其成分相差巨大，甚至完全不相同。

　　人體的電解質主要由水分和氯化鈉、PH緩沖物質等組成，就不是危品。但是含有碳酸二乙酯的電解液就屬于危品。

　　以上就是鋰電池電解液的解說，鋰離子電池作為現有儲能技術的重要組成部分越來越受到人們的重視。為了解決電池安全性等問題，電解液也在不斷更新換代。