【摘要】 锂盐在有机溶剂中有足够高的溶解度，不缔合，溶剂化的阳离子应具有较高的迁移率

科学指南针-知识课堂

电解质在电池正负极间起着离子导电（正负极之间来回往复传输锂离子）、电子绝缘（电子经外电路通过负载）的作用。

二次锂电池中，电解质的性质对电池的循环寿命、工作温度范围、充放电效率、电池的安全性及功率密度等性能有重要的影响。

二次锂电池电解质材料应具备以下性能：

  • 锂离子电导率高，一般应达10-3~10-2S/cm。

  • 电化学稳定性高，在较宽的电位范围内保持温度。

  • 与电极的兼容性好，在负极上能有效地形成稳定的SEI膜，在正极上，在高电位条件下有足够的抗氧化分解能力。

  • 与电极接触良好，对于液体电解质而言，能充分浸润电极。

  • 低温性能良好，在较低的温度范围（-20~20℃）能保持较高的电导率和较低的黏度，以便在充放电过程中保持良好的电极表面浸润性。

  • 宽的液态范围。

  • 热稳定性好，在较宽的温度范围内不发生热分解。

  • 蒸气压低，在使用温度范围内不发生挥发现象。

  • 化学稳定性好。在电池长期循环和储备过程中，自身不发生化学反应，也不与正极、负极、集流体、粘结剂、导电剂、隔膜、包装材料、密封剂等材料发生化学反应。

  • 无毒、无污染，使用安全，最好能生物降解。

  • 制备容易，成本低

 

锂离子电池电解质材料分类

1. 非水有机液体电解质

2. 聚合物电解质（全固态、胶体）

3. 无机固体电解质

 

非水有机液体电解质

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电解质锂盐优良性能特点

1. 锂盐在有机溶剂中有足够高的溶解度，不缔合，溶剂化的阳离子应具有较高的迁移率

2. 阴离子应不会在正极充电时发生氧化还原分解反应

3. 阴阳离子不应和电极、隔膜、包装材料反应

4. 锂盐应是无毒的，分解产物对环境污染小

5. 热稳定性高，易于制备，成本低

电解质锂盐

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有机溶剂的选择标准

① 有机溶剂对电极应该是惰性的，在电池的充放电过程中不与正负极发生电化学反应，稳定性好；

② 有机溶剂应该有较高的介电常数和较小的黏度以使锂盐有足够高的溶解度，保证高的电导率；

③ 熔点低、沸点高、蒸汽压低，从而使工作温度范围较宽；

④ 与电极材料有较好的相容性，电极在其构成的电解液中能够表现出优良的电化学性能；

⑤ 电池循环效率、成本、环境因数等方面的考虑。

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1M LiPF6+EC:DMC (1:1)

 

锂电池电解液添加剂种类

锂电池电解液添加剂是用于提升电池性能和安全性的化学物质，种类包括含硼化合物、有机磷化合物、碳酸酯类、含硫化合物、离子液体、锂盐类以及无机化合物等，它们通过形成稳定的电极/电解液界面保护膜、提高电导率、改善循环稳定性和安全性等作用，优化电池的整体性能。

 

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新能源电池材料测试

 

 

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