锂电池电解液是锂电池正常工作的重要因素之一,那么关于锂电池电解液具体有哪些作用及电解液的性能条件有哪些,大家是否了解呢?下面小编将为大家具体介绍。
一、锂电池电解液的作用及优点
电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。
锂电池主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好,有爆炸的危险,日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好,无爆炸危险,适用性强,特别是用六氟磷酸锂制成的电池,除上述优点外,将来废弃电池的处理工作相对简单,对生态环境友好,因此该类型的锂电池电解液的市场前景十分广泛。
二、锂电池电解液应具备的性能条件
锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。一般作为实用锂离子电池的有机电解液应该具备以下性能:
(1)离子电导率高,一般应达到10-3~2*10-3S/cm;锂离子迁移数应接近于1。
(2)电化学稳定的电位范围宽;必须有0~5V的电化学稳定窗口。
(3)热稳定好,使用温度范围宽。
(4)化学性能稳定,与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应。
(5)安全低毒,最好能够生物降解。
适合的溶剂需其介电常数高,粘度小,常用的有烷基碳酸盐如PC,EC等极性强,介电常数高,但粘度大,分子间作用力大,锂离于在其中移动速度慢。而线性酯,如DMC(二甲基碳酸盐)、DEC(二乙基碳酸盐)等粘度低,但介电常数也低,因此,为获得具有高离子导电性的溶液,一般都采用PC+DEC,EC+DMC等混合溶剂。这些有机溶剂有一些味道,但总体来说,都是能符合欧盟的RoHS,REACH要求的,是毒害性很小、环保有好性的材料。
目前开发的无机阴离子导电盐主要有LiBF4,LiPF6,LiAsF6三大类,它们的电导率、热稳定性和耐氧化性次序如下:
电导率:LiAsF6≥LiPF6>LiClO4>LiBF4
热稳定性:LiAsF6>LiBF4>LiPF6
耐氧化性:LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4>LiClO4
LiAsF6有非常高的电导率、稳定性和电池充电放电率,但由于砷的毒性限制了它的应用。目前最常用的是LiPF6。
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