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鋰離子電池材料之電解液

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年08月12日  

鋰離子電池材料之電解液(詳細篇)


3、電解液(1)

第一代電解液:pC+DME+1MLipF6

與石墨負極匹配性差,易發生溶劑共嵌入。

第二代電解液:EC+DMC(orDEC)+1MLipF6

低溫性能差

第三代電解液:EC+DMC(DEC)+EMC+1MLipF6

電導率可達10-2S.cm-1,>50%

目前工作大多集中在選擇添加劑方面,以提高電池首次充放電效率,提高SEI穩定性。

電解液(2)-液態電解質溶液

鋰離子電池采用溶有鋰鹽的非質子有機溶劑為電解液。由于有機電解液參與負極表面SEI膜的形成,因此對電池性能的影響重大。

作為鋰離子電池的電解液,需滿足以下幾個基本條件:

①化學穩定性好,電化學窗口寬

②電導率高

③與負極材料適配性好,并能形成穩定SEI膜

④工作溫度范圍寬(-40—60℃)

⑤價格低廉,材料易得

⑥無毒,無污染


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電解液(3)

A、溶劑部分

非質子性有機溶劑。為獲得盡可能高的電導,常采用二元或多元組分溶劑。

a、碳酸丙烯酯pC(propyleneCarbonate)

b、碳酸乙烯酯EC(EthyleneCarbonate)

c、碳酸二甲酯DEC(DimethylCarbonate)

d、propiolicAcid甲酯

e、1,4–丁丙酯GBL(γ-Butyrolactone)

B、溶質部分

a、LipF6(主要)

b、LiBF4

c、LiClO4

d、LiAsF6

e、LiCF3SO3等

電解液(4)

A、環狀碳酸化合物(cycliccarbonate)

常用EC(EthyleneCarbonate)及pC(propyleneCarbonate)

①光氣法---利用雙醇化合物﹝glycol﹞和光氣反應

CH2OHCH2OH+COCl2------->(CH2O)2CO+2HCl

②二氧化碳合成法

CH2OCH2+CO2------->(CH2O)2CO

電解液(5)

B、鏈狀碳酸化合物

常用DMC(DimethylCarbonate)和DEC(DiethylCarbonate)

①一氧化碳合成法

2CH3OH+CO+1/2O2------->(CH3O)2CO+H2O

②酯交換法

C2H5OH+(CH3O)2CO------->CH3OCOOC2H5+CH3OH

電解液(6)-聚和物電解質開發(polymerelectrolyte)

①DrypolymerElectrolyte:聚合物摻雜鋰鹽形成“聚合物—鋰離子絡合物”。

由于室溫鋰離子電導率低(約10-8s.cm-1),難以滿足應用要求

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screen.width-333)this.width=screen.width-333"border=0>解液(6)-聚和物電解質開發(polymerelectrolyte)

②plasTIcizedpolymerElectrolyte(塑料化聚合物電解質):采用增塑方法,將有機電解質溶液作為增塑劑加入到聚合物基質材料(如pMMA聚甲基丙烯酸甲酯,pAN聚丙烯腈,pVDF聚偏氟乙烯)形成的網絡結構中,并使之固定化。

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解液(6)-聚和物電解質開發(polymerelectrolyte)

電導率可達10-4——10-3s.cm-1,已接近液相溶液電導率,能滿足實用要求,已進入實際應用(商品化聚合物鋰離子電池)。

自Bellcore公司于1994年率先報道聚合物鋰離子電池以來,聚合物電解質的開發受到越來越廣泛的關注。

目前工作大多集中在進一步提高膜的實用性能(機械性能及電導率)、發展新的制備方法(光、熱引發現場聚合)以及揭示導電機理等方面。

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