鋰離子電池電解液配方介紹

鋰離子電池電解液是由有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鋰鹽組成的非水液體電解質(zhì)，當(dāng)然也有固態(tài)類的電解質(zhì)，它們具體都由什么組成的呢？下面就來了解一下吧。

1、液體鋰離子電池電解液

電解質(zhì)的選用對(duì)鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學(xué)穩(wěn)定性能好尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，具有較高的離子導(dǎo)電率（>10^-3s/cm），而且對(duì)陰陽極材料必須是惰性的、不能侵腐它們。

導(dǎo)電鹽有LiCIO4、LiPF6、LiBF6、LiA SF6和LiOSO2CF3，它們導(dǎo)電率大小依次為L(zhǎng)iAsF6>LiPF6>LiCIO4>LiBF6> LiOSO2CF3。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現(xiàn)爆炸等安全性問題，一般只局限于實(shí)驗(yàn)研究中；LiAsF6離子導(dǎo)電率較高易純化且穩(wěn)定性較好，但含有有毒的As，使用受到限制；

LiBF6化學(xué)及熱穩(wěn)定性不好且導(dǎo)電率不高，LiO SO2CF3導(dǎo)電率差且對(duì)電極有腐蝕作用，較少使用；雖然LiPF6會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，但具有較高的離子導(dǎo)電率，因此目前鋰離子電池基本上是使用LiPF6。目前商用鋰離子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(dǎo)電率與較好的電化學(xué)穩(wěn)定性。

2、固體電解液

用金屬鋰直接用作陽極材料具有很高的可逆容量，其理論容量高達(dá)3862mAh-g-1，是石墨材料的十幾倍，價(jià)格也較低，被看作新一代鋰離子電池最有吸引力的陽極材料，但會(huì)產(chǎn)生枝晶鋰。采用固體電解質(zhì)作為離子的傳導(dǎo)可抑制枝晶鋰的生長(zhǎng)，使得金屬鋰用作陽極材料成為可能。此外使用固體電解質(zhì)可避免液態(tài)電解液漏液的缺點(diǎn)，還可把電池做成更?。ê穸葍H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(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、成本低等特點(diǎn)，既可作為正負(fù)電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。

固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干形固體聚合物電解質(zhì)（SPE）和凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE）。SPE固體聚合物電解質(zhì)主要還是基于聚氧化乙烯（PEO），其缺點(diǎn)是離子導(dǎo)電率較低，在100℃下只能達(dá)到10^-40cm。

在固體聚合物電解質(zhì)中加入高介電常數(shù)低相對(duì)分子質(zhì)量的液態(tài)有機(jī)溶劑如PC則可大大提高導(dǎo)電鹽的溶解度，所構(gòu)成的電解質(zhì)即為GPE凝膠聚合物電解質(zhì)，它在室溫下具有很高的離子導(dǎo)電率，但在使用過程中會(huì)發(fā)生析液而失效。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。

3、凝膠型電解質(zhì)

凝膠型聚合物電解質(zhì)主要成分和液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)基本相同，只是將液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)吸附在凝膠狀的聚合物基質(zhì)上，因此除了需具備以上條件外，還應(yīng)具備與電極活性物質(zhì)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(jī)溶劑，以保證不發(fā)生漏液、彎曲性能好機(jī)械強(qiáng)度大等特點(diǎn)。

鋰離子電池電解液應(yīng)滿足：

A鋰離子電導(dǎo)率高，在較寬的溫度范圍內(nèi)電導(dǎo)率在3×10^-3~2 ×10-2S/cm；

B電化學(xué)窗口寬，即在較寬的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定（對(duì)于鋰離子電池而言，要穩(wěn)定在4.5V）而不發(fā)生分解反應(yīng)，即具有良好的氧化穩(wěn)定性。

C化學(xué)穩(wěn)定高，即與電池體系的電極材料如正極、負(fù)極、集流體、隔膜、膠黏劑等基本不發(fā)生反應(yīng)；

D在較寬的溫度范圍內(nèi)保證成液態(tài)，一般希望溫度范圍為-40~+700C

E對(duì)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能盡量促進(jìn)電極可逆反應(yīng)的進(jìn)行，與電極之間有良好的相容性；

H制備容易、成本低。