常见的锂电池电解液有哪些? | 您所在的位置:网站首页 › 锂离子电池电解液组成 › 常见的锂电池电解液有哪些? |
锂电池电解液一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。 电解液的历史 第一代:硼酸+乙二醇体系,已发明50多年了,水的含量较高,否则电导率太低。硼酸和乙二醇酯化以及硼酸变成偏硼酸都会产生水,水少量存在于电解液中有助于支持氧化物的形成,对于提高氧化膜的修复能力是有益处的,但大量的水会引起电极箔的腐蚀,产生氢气,并且在高温下的蒸汽压较高,容易致使电容器爆裂。所以这种体系的电容器无法用在105℃。 第二代:直链羧酸盐+硼酸+乙二醇体系,改进目标是如何降低并控制水的含量,这意味着必须使用硼酸替代物或其它溶剂,以便获得水含量稳定、低阻抗的电解质。目前国内仍有使用的改进体系为硼酸+直链羧酸铵盐(DCA)+乙二醇体系。该体系虽能一定程度地降低水含量并具有使用成本低的优点。 第三代:直链羧酸盐+乙二醇体系,铝电解电容器在漏电流方面较第二代电解液有较显据改善,但羧酸盐由于分子量的增大闪火上升,但其溶解量下降。 第四代:支链羧盐+乙二醇体系,支链羧酸盐取代或部分取代直链羧盐,支链羧酸盐溶解量大,热稳定性较优,但造价一般较高。![]() 电化学 那么废话不用多说,要真的深入的了解电解液还是要从最基础的机理来入手,结合电解液在锂电池中的作用可以知道有几点: 电解液溶剂在化成时候参与成膜,有些添加剂比如VC也参与成膜2,充当锂离子移动的通道,运送锂离子到正负极之间。表现上是这些作用,其实究其机理可以知道有关电荷转移(Charge transfer process),扩散传质(diffusion process)反应物和产物在电极静止液层中的扩散。电极界面双电层充电(charging process of electric double layer),电荷的电迁移过程(migration process )主要是溶液中离子的电迁移过程,也称离子电导过程。![]() ![]() 几种典型的电解质 无水六氟磷酸锂 LiPF6(Lithium Hexafluorophosphate ) 分子量151.9,外观为白色结晶或粉末,易溶于水,还溶于低浓度甲醇、乙醇、丙醇、碳酸酯等有机溶剂。暴露空气中或加热时分解。 四氟硼酸锂LiBF4(Lithium Tetrafluoroborate) 分子量93.74,外观为白色至灰色结晶或结晶粉末,具有吸湿性 ,由于BF 4半径较小,容易缔合,形成电解液的电导率较小因而很少使用。在高温、低温情况下,LiBF 4的电化学性能会比LiPF 6好。 三氟甲基磺酸锂LiFSi (Lithium trifluoromethanesulfonate) 分子量156.01,外观为白色粉末 ,一般具有较大的半径,电荷分布比较分散,电子离域化作用强,这样可以减小锂盐的晶格能,消弱正负离子之间的相互作用,增大溶解度,同时也有助于热稳定性和电化学性能的提高。但是它们都会在一定的电压条件下腐蚀铝集流体,因此限制了它们的使用。 双乙酸硼酸锂LiBOB(Lithiumbis(oxalate)borate) 分子量193.79,外观为微黄或白色粉末,LiBOB中硼原子同具有强烈吸电子能力的草酸根中的氧原子相连,电荷分布比较分散,使得它的电化学稳定性较好。与LiPF 6 相比,LiBOB在第一次充放电过程中不可逆容量较低,50℃高温下的循环性能比较优越,形成的钝化膜更加有利于抑制石墨的剥离。随着锂离子电池技术的发展,电解液也将会从液态逐渐发展到半固态、固态,同时也从常规电压向高电压发展,阻燃、低发热量、高安全性的电解液也一直在研究开发中,相信随着行业的发展和进步,更多的复合型电解液将广泛的应用在锂离子电池上。 |
CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 |