鉅大LARGE | 點擊量:2441次 | 2020年09月28日
詳解鋰離子電池電解液種類以及使用注意事項
1、液體電解液
電解液的選用對鋰離子電池的性能影響非常大,它必須是化學(xué)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(dǎo)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。由于鋰離子電池充放電電位較高而且陽極材料嵌有化學(xué)活性較大的鋰,所以電解液必須采用有機化合物而不能含有水。但有機物離子導(dǎo)電率都不好,所以要在有機溶劑中加入可溶解的導(dǎo)電鹽以提高離子導(dǎo)電率。目前鋰離子電池重要是用液態(tài)電解質(zhì),其溶劑為無水有機物如EC、PC、DMC、DEC,多數(shù)采用混合溶劑,如EC/DMC和PC/DMC等。
導(dǎo)電鹽有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等,它們導(dǎo)電率大小依次為LiAsF6>LiPF6>LiClO4>LiBF6。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現(xiàn)爆炸等安全性問題,一般只局限于實驗研究中;LiAsF6離子導(dǎo)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(xué)及熱穩(wěn)定性不好且導(dǎo)電率不高,雖然LiPF6會發(fā)生分解反應(yīng),但具有較高的離子導(dǎo)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EC/DMC,它具有較高的離子導(dǎo)電率與較好的電化學(xué)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3862mAhg,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,但會出現(xiàn)枝晶鋰。采用固體電解質(zhì)作為離子的傳導(dǎo)可抑制枝晶鋰的生長,使得金屬鋰用作陽極材料成為可能。此外使用固體電解液可防止液態(tài)電解液漏液的缺點,還可把電池做成更薄(厚度僅為0.1mm)、能量密度更高、體積更小的高能電池。
破壞性實驗表明固態(tài)鋰離子電池使用安全性能很高,經(jīng)釘穿、加熱(200℃)、短路和過充(600%)等破壞性實驗,液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池會發(fā)生漏液、爆炸等安全性問題,而固態(tài)電池除內(nèi)溫略有升高外(<20℃)并無任何其它安全性問題出現(xiàn)。固體聚合物電解質(zhì)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(zhì)用。
固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干形固體聚合物電解質(zhì)(SPE)和凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)。SPE固體聚合物電解質(zhì)重要還是基于聚氧化乙烯(PEO),其缺點是離子導(dǎo)電率較低,在100℃下只能達到10-40cm。在SPE中離子傳導(dǎo)重要是發(fā)生在無定形區(qū),借助聚合物鏈的移動進行傳遞遷移。
在固體聚合物電解質(zhì)中加入高介電常數(shù)低相對分子質(zhì)量的液態(tài)有機溶劑如PC則可大大提高導(dǎo)電鹽的溶解度,所構(gòu)成的電解液即為GPE凝膠聚合物電解質(zhì),它在室溫下具有很高的離子導(dǎo)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(jīng)商品化。
鋰離子電池電解液使用注意事項
1、電解液桶有氬氣保護,有一定壓力,在使用中切勿拆卸氣相閥頭和液相閥頭,也不允許隨意按下快開接頭的凸頭,以免造成泄漏或其它危險。接管時一定要戴防護眼罩,使用時一定要使用專用快開接頭。
2、檢測合格的鋰離子電池電解液建議一次性用完,開封的電解液很容易因為沒有氣氛保護等原因而變質(zhì),請客戶在使用過程中注意及時充入氬氣保護,防止變色電解液不建議使用玻璃器皿盛放,玻璃的重要成分是氧化硅,氧化硅和氫氟酸反應(yīng)生成腐蝕性、易揮發(fā)的氣體四氟化硅,此氣體有毒會對人造成傷害。
3、現(xiàn)場可以使用的電解液容器和管道材料包括:不銹鋼、塑料PP/PE、四氟乙烯等。
4、本產(chǎn)品對人體有害,有輕微刺激和麻醉用途。使用過程中防止身體直接接觸。
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