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鋰離子電池電解液入門必讀

時間:2022-10-27 15:15:25來源:OFweek鋰電網(wǎng)

導語:?電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽和添加劑等原料按一定比例配制構成。按質量劃分,溶劑質量占比 80%~90%,鋰鹽占比10%~15%,添加劑占比在5%左右;按成本劃分,鋰鹽占比約40%~50%, 溶劑占比約30%、添加劑占比約10%~30%。

       作為鋰離子電池的四大主材料之一,電解液在鋰電池中,主要作為離子遷移的載體,保證離子在正負極之間的傳輸。

  電解液對電池安全性、循環(huán)壽命、充放電倍率、高低溫性能、能量密度等性能指標都有一定影響。

  電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽和添加劑等原料按一定比例配制構成。按質量劃分,溶劑質量占比 80%~90%,鋰鹽占比10%~15%,添加劑占比在5%左右;按成本劃分,鋰鹽占比約40%~50%, 溶劑占比約30%、添加劑占比約10%~30%。

       相較于其它三種材料,鋰電池對電解液的要求最為復雜,需具備多種特性:

  離子電導性能好,離子遷移阻力要低;

  化學穩(wěn)定性高,不可與電極材料、電解液、隔膜等發(fā)生有害副反應;

  熔點低,沸點高,在較寬的溫度范圍內保持液態(tài);

  安全性好,制備工藝不復雜,成本低,無毒無污染。

  目前,由于較好的性能與較低的成本,六氟磷酸鋰(LiPF6)是主流的鋰鹽溶質。其在各類非水溶劑中有較好的溶解度和較高的電導率,化學性質相對穩(wěn)定,安全性好,且對環(huán)境污染也小。但缺陷同樣明顯:六氟磷酸鋰對水分比較敏感,熱穩(wěn)定性也差,最低60℃就可能開始分解,電池性能將快速衰減,低溫環(huán)境的循環(huán)效果則比較一般,適應溫度范圍窄。

  此外,六氟磷酸鋰對其純度、穩(wěn)定性要求非常高,生產(chǎn)過程涉及低溫、強腐蝕、無水無塵等苛刻工況條件,生產(chǎn)難度也比較大。

  新一代鋰鹽中,雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI),被認為有望替代六氟磷酸鋰。相較于傳統(tǒng)鋰鹽,LiFSI的的熱穩(wěn)定性更高,而且在電導率、循環(huán)壽命、低溫性能等方面均有優(yōu)勢。

  但受限于生產(chǎn)工藝與產(chǎn)能,LiFSI成本過高,遠超六氟磷酸鋰。為控制成本,LiFSI在實際商用中仍更多的作為電解液添加劑使用,而非鋰鹽溶質。

標簽: 鋰電池

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