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鋰離子電池的組成部分

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年08月08日  

鋰離子電池的組成部分(二)

二、電解液:

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。

液態電解質溶液:鋰離子電池採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,電化學視窗寬。

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。

★溶劑部分:

非質子性有機溶劑。為獲得盡可能高的電導,常採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)。

★溶質部分:

a、LipF6(主要)。

b、LiBF4。

c、LiClO4。

d、LiAsF6。

e、LiCF3SO3等

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

B、鏈狀碳酸化合物

C、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

★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

②plasTIcizedpolymerElectrolyte(塑膠化聚合物電解質):採用增塑方法,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)形成的網路結構中,并使之固定化。

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年率先報導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)、發展新的製備方法(光、熱引發現場聚合)以及揭示導電機理等方面。


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