鋰電池電解液配方和鋰離子電解液添加劑介紹

來源：存能電氣  日期：2019-04-30 11:36  瀏覽量：次

　　鋰電池電解液配方和鋰離子電解液添加劑介紹。鋰電池電解液包括三大塊—有機溶劑、鋰鹽、添加劑，目前我國溶劑的生產已經遠遠滿足現(xiàn)有電池的需求，但是隨著鋰電池能量密度、安全密度、一致性的提高，容量還有待進一步開發(fā)。

　　鋰電池逐漸取代鎳氫鎳鎘等電池，在移動電源領域迅速普及，這是因為磷酸鐵鋰電池因成本低、高穩(wěn)定性，但由于磷酸鐵鋰的本征電導率低和鋰離子在固相擴散系數低，在低溫運行時性能較差，因此改善磷酸鐵鋰電池低溫性能的方法除了和正負極材料有關外，還有一個重要的方向—電解液。

　　鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體，主要是由高純度的有機類溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料組成的，電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導電子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。

　　鋰電池電解液常見的成分有碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、六氟磷酸鋰、五氟化磷、氫氟酸等，其中高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好，有爆炸的危險，日本和美國已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好，無爆炸危險，適用性強，廢棄電池的處理工作相對簡單，對生態(tài)環(huán)境友好等特點。

　　鋰電池電解液配方

　　1、將碳酸乙烯酯用氯氣氯化合成了氯代碳酸乙烯酯，然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫，制得碳酸亞乙烯酯。氯化反應在無溶劑條件下進行，消去反應以常用作電解液溶劑的碳酸二甲酯為溶劑，可以防止溶劑的殘留造成對添加劑的不良影響，同時選擇2，3，4-三叔丁基苯酚做阻聚劑，兩步反應收率75.0％，比文獻值高。

　　2、用無水KF與氯代碳酸乙烯酯反應制備氟代碳酸乙烯酯，安全成本降低，生產工藝易于控制，以PEG．800為催化劑，單步收率82.5％。

　　3、將1，3-丙烷磺內酯用氯氣氯化合成了2-氯-1，3-丙烷磺內脂，然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫，制得1，3-丙烷磺內酯，與文獻相比，反應路線大大縮短，兩步反應收率72.7％。

　　鋰離子電池電解液添加劑

　　1、含硼添加劑

　　含硼化合物經常作為添加劑應用到不同正極材料的鋰離子電池中，在電池循環(huán)過程中，很多含硼化合物會在正極表面形成保護膜，來穩(wěn)定電極/電解液之間的界面，從而提高鋰電池性能。

　　2、有機磷添加劑

　　除了亞磷酸酯類添加劑，目前所用的有機磷類添加劑還包括磷酸酯類化合物。XIA等將三烯丙基磷酸酯(TAP)添加劑應用到Li[Ni0.42Mn0.42Co0.16]O2(NMC442)石墨全電池中，發(fā)現(xiàn)當有TAP存在時會顯著提高庫侖效率，長時間循環(huán)后，仍然具有很高的容量保持。

　　3、碳酸酯類添加劑

　　含氟皖基(PFA)化合物具有很高的電化學穩(wěn)定性，同時具備疏水性與疏油性的特性，當PFA添加到有機溶劑中，疏溶劑的PFA會凝聚到一起形成膠團。鋰電池在長時間循環(huán)過程中性能明顯提高，這主要是因為添加劑在循環(huán)過程中形成了雙層的鈍化膜，同時減少電極表面的降解與電解液的氧化分解。

　　解液由電解質鋰鹽、高純度的有機溶劑和必要的添加劑等原料組成，對電池的比容量、工作溫度范圍、循環(huán)效率和安全性能等至關重要。電解液占鋰電池成本為5-15%，產品毛利率在25-30%。電解質鋰鹽主要是六氟磷酸鋰，占電解液的成本40%。從未來發(fā)展趨勢看，隨著國產六氟磷酸鋰產品品質及一致性的提升，出口比例將大幅增加。

　　以上就是鋰電池電解液配方和鋰離子電解液添加劑介紹，由于鋰電池的應用領域越來越廣泛，形形色色的鋰電池對其電解液的要求也必然有所不同。