鋰離子電池材料之電解液(詳細(xì)篇)
3、電解液(1)
第一代電解液:PC?+?DME?+?1M?LiPF6
與石墨負(fù)極匹配性差,易發(fā)生溶劑共嵌入。
第二代電解液:EC?+?DMC(or?DEC)?+?1M?LiPF6
低溫性能差
第三代電解液:EC?+?DMC(DEC)?+?EMC?+?1M?LiPF6
電導(dǎo)率可達(dá)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(wěn)定性。
電解液(2)-液態(tài)電解質(zhì)溶液
鋰離子電池采用溶有鋰鹽的非質(zhì)子有機(jī)溶劑為電解液。由于有機(jī)電解液參與負(fù)極表面SEI膜的形成,因此對(duì)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(gè)基本條件:
①化學(xué)穩(wěn)定性好,電化學(xué)窗口寬
②電導(dǎo)率高
③與負(fù)極材料適配性好,并能形成穩(wěn)定SEI膜
④工作溫度范圍寬(-40—60℃)
⑤價(jià)格低廉,材料易得
⑥無(wú)毒,無(wú)污染
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電解液(3)
A、溶劑部分
非質(zhì)子性有機(jī)溶劑。為獲得盡可能高的電導(dǎo),常采用二元或多元組分溶劑。?
???????a、碳酸丙烯酯?PC?(Propylene?Carbonate)
???????b、碳酸乙烯酯?EC?(Ethylene?Carbonate?)
???????c、碳酸二甲酯?DEC(Dimethyl?Carbonate)
???????d、Propiolic?Acid?甲酯
???????e、1,4–丁丙酯?GBL(γ-?Butyrolactone)
B、溶質(zhì)部分
???????a、LiPF6(主要)
???????b、LiBF4
???????c、LiClO4
???????d、LiAsF6
???????e、LiCF3SO3等
電解液(4)
???A、環(huán)狀碳酸化合物(cyclic?carbonate)?
???????常用?EC(Ethylene?Carbonate)及PC(Propylene?Carbonate)
???????①光氣法?---?利用雙醇化合物﹝glycol﹞和光氣反應(yīng)?
CH2OHCH2OH?+?COCl2?------->?(CH2O)2CO?+?2?HCl
???????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(Dimethyl?Carbonate)和DEC(Diethyl?Carbonate)?
????????①一氧化碳合成法?
2CH3OH?+?CO?+?1/2?O2?------->?(CH3O)2CO?+?H2O
????????②酯交換法?
????????????C2H5OH?+?(CH3O)2CO?------->?CH3OCOOC2H5?+?CH3OH
電解液(6)-聚和物電解質(zhì)開(kāi)發(fā)(polymer?electrolyte)?????
①?Dry?polymer?Electrolyte:聚合物摻雜鋰鹽形成“聚合物—鋰離子絡(luò)合物”。
由于室溫鋰離子電導(dǎo)率低(約10-8s.cm-1),難以滿足應(yīng)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(zhì)開(kāi)發(fā)(polymer?electrolyte)
②?Plasticized?Polymer?Electrolyte(塑料化聚合物電解質(zhì)):采用增塑方法,將有機(jī)電解質(zhì)溶液作為增塑劑加入到聚合物基質(zhì)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,并使之固定化。
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解液(6)-聚和物電解質(zhì)開(kāi)發(fā)(polymer?electrolyte)
電導(dǎo)率可達(dá)10-4——10-3s.cm-1,已接近液相溶液電導(dǎo)率,能滿足實(shí)用要求,已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用(商品化聚合物鋰離子電池)。
自Bellcore公司于1994年率先報(bào)道聚合物鋰離子電池以來(lái),聚合物電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。
目前工作大多集中在進(jìn)一步提高膜的實(shí)用性能(機(jī)械性能及電導(dǎo)率)、發(fā)展新的制備方法(光、熱引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)聚合)以及揭示導(dǎo)電機(jī)理等方面。
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