鋰電池電解液種類,電解液使用注意事項

來源：存能電氣  日期：2019-05-28 14:59  瀏覽量：次

　　鋰電池電解液種類，電解液使用注意事項。電解液在鋰電池中的作用就好比血液對于人體的重要性，是鋰電池中鋰離子得以在正負極之間往返運動的媒介，沒有它，就不會有電子的流動，也就不會有這種電池的存在，因此它的重要性不言而喻。

　　鋰電池電解液種類的分類

　　目前鋰電池主要使用的電解質分為液態(tài)電解質與固態(tài)電解質，液態(tài)電解質俗稱為電解液，目前主要應用于圓柱及方型鋰電池中；固態(tài)電解質又稱之為聚合物電解質，目前主要應用于軟包電池上，也有極少數(shù)方型鋰電池使用固態(tài)電解質，因為固態(tài)電解質較液態(tài)電解質成本較貴，所以尚未在大量應用的鋰電池中廣泛普及使用。

　　1、液體電解液

　　電解液的選用對鋰電池的性能影響非常大，它必須是化學穩(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。但有機物離子導電率都不好，所以要在有機溶劑中加入可溶解的導電鹽以提高離子導電率。目前鋰離子電池主要是用液態(tài)電解質，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。

　　導電鹽有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等,它們導電率大小依次為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化學及熱穩(wěn)定性不好且導電率不高，雖然LiPF6會發(fā)生分解反應，但具有較高的離子導電率，因此目前鋰離子電池基本上是使用LiPF6。目前商用鋰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電率與較好的電化學穩(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3862mAh·g，是石墨材料的十幾倍，價格也較低，被看作新一代鋰電池最有吸引力的陽極材料，但會產生枝晶鋰。采用固體電解質作為離子的傳導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避免液態(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)鋰電池使用安全性能很高，經釘穿、加熱(200℃)、短路和過充(600%)等破壞性實驗，液態(tài)電解質鋰離子電池會發(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用。

　　固體聚合物電解質一般可分為干形固體聚合物電解質(SPE)和凝膠聚合物電解質(GPE)。SPE固體聚合物電解質主要還是基于聚氧化乙烯(PEO)，其缺點是離子導電率較低，在100℃下只能達到10-40cm。在SPE中離子傳導主要是發(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中加入高介電常數(shù)低相對分子質量的液態(tài)有機溶劑如PC則可大大提高導電鹽的溶解度，所構成的電解液即為GPE凝膠聚合物電解質，它在室溫下具有很高的離子導電率，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商品化。

　　鋰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，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，玻璃的主要成分是氧化硅，氧化硅和氫氟酸反應生成腐蝕性、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、本產品對人體有害，有輕微刺激和麻醉作用。使用過程中避免身體直接接觸。

　　鋰電池電解液是從2002年進入市場之后逐步取代了進口產品，鋰離子電池電解液的產品質量也在不斷的提高和改進，它的市場發(fā)展前景還是很廣闊的。盡管現(xiàn)階段固態(tài)電解質的離子導電率無法與碳酸酯類液態(tài)電解質匹敵，但是固態(tài)電解質仍然是未來鋰電池電解質的主流研發(fā)方向之一。