鋰電池電解液配方組成和性能

一、鋰電池電解液配方由溶劑和和溶質(zhì)構(gòu)成。

在鋰電池電解液配方中常使用的溶劑有二甲基甲酰胺、y-丁內(nèi)酯、乙二醇、丙三醇、水等。二甲基甲酰胺是一種鋰電池電容器的溶劑，它具有很廣的工作溫度范圍。在亞洲，y-丁內(nèi)酯作為電解質(zhì)的溶劑使用也很流行，主要用在低壓小型電容器，使用這種溶劑為主溶劑的電容器具有較低的ESR。乙二醇是使用最廣泛的溶劑，低壓電容器通常用的是乙二醇加部分水為溶劑的體系。

電解液中的溶質(zhì)主要用的是硼酸、硼酸鹽、羧酸鹽及少量的其他無機(jī)鹽和去極化消氫劑、緩蝕劑、水解抑制劑等。

對(duì)于低壓電解液中一般人為添加部分水，改善電解液的導(dǎo)電性能；中高壓電解液，通常使用的是無水乙二醇體系，即使含水也要求在3%以下。

二、電解液配方的種類

從電解液水含量來分為：水系和非水系，部分非水系為y-丁內(nèi)酯（GBL）體系從電壓來分為：低壓，中壓，高壓電解液

三、鋰電池電解液配方材料的選擇

工作電解液是電容器的關(guān)鍵工藝之一。它作為電容器的實(shí)際陰極，有但要求具有優(yōu)良的電化學(xué)特性，不斷提供氧離子，修補(bǔ)受損的氧化膜；還必須具有極佳的穩(wěn)定性，不與組成材料發(fā)生反應(yīng)或發(fā)生腐蝕作用。工作電解液按照組成成分為：溶劑、溶質(zhì)和添加劑三部分。

1.溶劑的選擇

溶劑決定電容器的使用范圍，要求溶劑具有沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低、蒸汽壓和粘度小，對(duì)溶質(zhì)有良好的溶解性，滿足電容器在-40~+105℃范圍內(nèi)的電性能要求，部分要求為125℃甚至達(dá)到150℃以上（如節(jié)能燈鋁電解電容），目前常用的主溶劑為乙二醇，沸點(diǎn)為196℃，凝固點(diǎn)為-12℃，其余輔助溶劑有：DMF、y-丁內(nèi)酯、二乙二醇、丙三醇等。DMF、y-丁內(nèi)酯有良好的低溫特性，常常應(yīng)用在超低溫電解液，如-55℃等產(chǎn)品上。

2.溶質(zhì)的選擇

溶質(zhì)是提供修補(bǔ)氧化膜，維持電容器正常工作的正、負(fù)離子或離子基團(tuán)的主要成份。低壓：甲酸銨、已二酸銨、馬來酸銨等作溶質(zhì)；中高壓：壬二酸銨、葵二酸銨、已二酸銨、十二酸銨、苯甲酸銨、以及帶支鏈的銨鹽等作為其主溶質(zhì)，保證高低溫特性，提供氧化效率和高溫穩(wěn)定性。

3.添加劑的選擇

添加劑是調(diào)節(jié)電解液粘度、電導(dǎo)率、提升閃火電壓、鈍化氧化膜和抑制氫氣等作用的。電解液中添加磷酸及其鹽類、硝基化合物、水解抑制劑等，可以顯劇改善電解液的特性。

四、電解液配方的檢測(cè)：

電解液配方的檢測(cè)主要有三項(xiàng)參數(shù)：電導(dǎo)率、酸堿度（PH值）、閃火電壓等，必要時(shí)也要檢驗(yàn)C1-、SO42-、Fe3+、Cu2+、以及電解液的粘度等。

PH值：一般分布在5.5-9.0，主要是由于鋁及氧化鋁的特性所決定，可用酸堿度儀測(cè)量.

電導(dǎo)率：一般分布在400uS/cm~80000uS/cm.可由電導(dǎo)率儀測(cè)出，電導(dǎo)率與產(chǎn)品的損耗以及等效串聯(lián)電阻有很大的關(guān)系.

閃火電壓：一般分布在100-600V，用鋁箔氧化膜耐壓測(cè)試儀測(cè)量，電解液的閃火電壓是比較關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)，特別是高壓電解液，閃火電壓是制造技術(shù)的一個(gè)突破方向之一。測(cè)量閃火電壓測(cè)量方法和材料因不同的公司各有不同：測(cè)量電流外部主要有10mA、20mA等，而我司一般用1mA，測(cè)量所用的材料有：高壓化成箔（電壓一般為590VF以上）、素箔、陽極導(dǎo)箔條等，所用的測(cè)量面積也各不相同。

測(cè)量溫度，一般為常溫，以30℃相對(duì)較準(zhǔn)確，特別是電導(dǎo)率，受溫度影響較大，所以電容在不同溫度下?lián)p耗變化也相當(dāng)明顯，酸堿度和閃火電壓也會(huì)隨溫度作微小變化。

外觀檢驗(yàn)：是否有雜質(zhì)，污物，結(jié)晶，渾濁，顏色是否均勻，透明，有無異味。