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鋰離子電池電解液有什么類型

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:833次  |  2020年11月17日  

電解液在正負(fù)極間起著傳遞電荷用途,應(yīng)該對(duì)離子導(dǎo)電、對(duì)電子絕緣。它對(duì)電池循環(huán)性能、操作溫度范圍、電池的耐用程度有著極為重要的影響。關(guān)于鋰離子電池而言,電解液的組成至少涉及兩方面:溶劑和鋰鹽。


A.液體電解液


對(duì)溶劑的選擇重要基于三個(gè)方面的性質(zhì)要求.即介電常數(shù)、粘度及溶劑的電子施主性質(zhì)。一般說(shuō)來(lái),高介電常數(shù)有利于鋰鹽的離解,同時(shí)強(qiáng)的電子施主能力將有利于電解液鹽的溶解。所謂溶劑的電子施主性質(zhì)是溶劑分子所固有的失電子能力,其能力大小決定了電解液陽(yáng)離子的溶劑化能力的高低。低的粘度可以新增離子的流動(dòng)性,有助于提高電導(dǎo)率。


目前通常使用兩種或兩種以上溶劑混合而成的二元、多元混合溶劑。常見(jiàn)的有機(jī)溶劑有醚(ether)、烷基碳酸脂(alkylcarbonate)、內(nèi)脂(lactone)、縮酮(ketal)等。


鋰鹽重要用來(lái)供應(yīng)有效載流子。選擇鋰鹽,一般遵循以下幾個(gè)原則:


與正負(fù)極材料有良好穩(wěn)定性(兼容性),也就是說(shuō),在存儲(chǔ)期間,電解液與活性物質(zhì)界面電化學(xué)反應(yīng)速度小,使電池的自放電容量損失減至最少;比電導(dǎo)率高,溶液的歐姆壓降小;安全性能高,無(wú)毒,無(wú)污染。


常用的鋰鹽有如下幾種:六氟砷酸鋰(LiPF6),在充放電過(guò)程中LIAsF6會(huì)釋放出有毒砷化物,而且價(jià)格相對(duì)昂貴。六氟磷酸鋰(LiPF6),己在商業(yè)電池中廣泛使用,有較高的電導(dǎo)率且對(duì)碳材料有較好的兼容性,缺點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)昂貴,固態(tài)時(shí)穩(wěn)定性較差,對(duì)水十分敏感。三氟甲基磺酸鋰LiCF3SO2,有較好的穩(wěn)定性,但其電導(dǎo)率僅為基于LiPF6的液體電解液的一半。四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiCl04)都是廣泛使用的鹽。但是,含高氯酸鋰類亞胺基鋰鹽,典型的是雙氟磺酞亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2,其電導(dǎo)率可以和甚干LiPF6電解液相比擬,穩(wěn)定性超過(guò)FLiCF3SO2。


B.固體電解液


固體電解液,又稱超離子導(dǎo)體或快離子導(dǎo)體。是指離子電導(dǎo)率接近(或在某些情況下超過(guò))熔翻和電解液溶液的一類固體離子導(dǎo)電材料。是一類介于固體和液體之間的奇特固體材料,是物質(zhì)的一個(gè)異常狀態(tài),其中有一些原子(離子),有接近于液體的遷移率,而其它原子則保持其空間結(jié)構(gòu)(排列)。這種液一固二相性,以及它在能源(包括出現(xiàn),貯存和節(jié)能等幾個(gè)環(huán)節(jié))、冶金、環(huán)保、電化學(xué)器件等各個(gè)領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景,區(qū)而引起了物理學(xué)家、化學(xué)家和和材料學(xué)家的廣泛重視.


聚合物固體電解液是由含有可溶劑化極性基團(tuán)的聚合物與鹽絡(luò)合形成的固體電解液材料。它除了顯示出半導(dǎo)體、離子溶液等常見(jiàn)電導(dǎo)體系的性質(zhì)外,還具有無(wú)機(jī)固體電解液所不及的可塑性,這一特性使聚合物固體電解液在應(yīng)用上表現(xiàn)了三大優(yōu)越性:


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