鋰離子電池電解液配方介紹

鋰離子電池電解液是由有機溶劑和電解質鋰鹽組成的非水液體電解質，當然也有固態(tài)類的電解質，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

電解質的選用對鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學穩(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，具有較高的離子導電率（>10^-3s/cm），而且對陰陽極材料必須是惰性的、不能侵腐它們。

導電鹽有LiCIO4、LiPF6、LiBF6、LiA SF6和LiOSO2CF3，它們導電率大小依次為LiAsF6>LiPF6>LiCIO4>LiBF6> LiOSO2CF3。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現爆炸等安全性問題，一般只局限于實驗研究中；LiAsF6離子導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化學及熱穩(wěn)定性不好且導電率不高，LiO SO2CF3導電率差且對電極有腐蝕作用，較少使用；雖然LiPF6會發(fā)生分解反應，但具有較高的離子導電率，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電率與較好的電化學穩(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3862mAh-g-1，是石墨材料的十幾倍，價格也較低，被看作新一代鋰離子電池最有吸引力的陽極材料，但會產生枝晶鋰。采用固體電解質作為離子的傳導可抑制枝晶鋰的生長，使得金屬鋰用作陽極材料成為可能。此外使用固體電解質可避免液態(tài)電解液漏液的缺點，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。

固體聚合物電解質具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、成本低等特點，既可作為正負電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質用。

固體聚合物電解質一般可分為干形固體聚合物電解質（SPE）和凝膠聚合物電解質（GPE）。SPE固體聚合物電解質主要還是基于聚氧化乙烯（PEO），其缺點是離子導電率較低，在100℃下只能達到10^-40cm。

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

3、凝膠型電解質

凝膠型聚合物電解質主要成分和液態(tài)有機電解質基本相同，只是將液態(tài)有機電解質吸附在凝膠狀的聚合物基質上，因此除了需具備以上條件外，還應具備與電極活性物質之間的粘接性好、所有的溶劑均固定在聚合物基體中，不存在自由有機溶劑，以保證不發(fā)生漏液、彎曲性能好機械強度大等特點。

鋰離子電池電解液應滿足：

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

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

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

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

E對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能盡量促進電極可逆反應的進行，與電極之間有良好的相容性；

H制備容易、成本低。