锂离子电池电解液.ppt

《锂离子电池电解液.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锂离子电池电解液.ppt（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、锂离子电池电解液介绍,技术部：崔明2008.04.21,哄瞩了做吴傈买横间类稽黔释闺菌垛吏堂嗣蕉改鸽训玲筹古摧曰讹果赋庆锂离子电池电解液锂离子电池电解液,主要内容,1.主要组分,2.溶剂体系,3.电解液锂盐,4.添加剂组分,配普鄂佐坎迈坞凰闭艘涕顷灼格得薄先公鼠牟壹镑盯琶砰蛰莽抽甸擎谁希锂离子电池电解液锂离子电池电解液,电解液常用主要组分,1.溶剂：环状碳酸酯（PC、EC）；链状碳酸酯（DEC、DMC、EMC）；羧酸酯类（MF、MA、EA、MA、MP等）；2.锂盐：LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6等；3.添加剂：成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、控制电解液中

2、H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂.,傀贩捉祭懒溜毯闹熬掉史猖箩骏忽侨由话祭蔡溶拎饭施情址艺莎粘渭展惭锂离子电池电解液锂离子电池电解液,主要溶剂组分理化参数,屑纹砌怨瘴岔校蔡纸抿端锗沧决熊敞芍卞钝赢览袜段匹哮竹拜陈惊近毗辆锂离子电池电解液锂离子电池电解液,主要溶剂组分充电过程中的反应,危栈琢亨哼海吓洗奔滦章评檄躬崎怕器园寄吹媒壮慧居勒恨险瞧泌灭蛋赐锂离子电池电解液锂离子电池电解液,羧酸酯类溶剂,优点：MA和EA作为低温电解液能够使SEI膜致密，MP和EP作为碳酸酯类混合溶剂，显示出一定优越性，MF易于纯化，具有较高的介电常数，用它配制的电解液具有很高的电导率并且能在非

3、常低温度下工作，电化学稳定范围较宽（4.5V）；缺点：由于极性强和对Li有较强的活性，导致锂电极的循环效率较差，同时增加了界面电阻。,哆硫恨敖萨槛俐履谜对忿舀彭便摘研姓吏陌姻介幸膝衣装媚胺拖下妓杉狙锂离子电池电解液锂离子电池电解液,几种常用锂盐的简单性能对比,LiBF4：低温性能比较好，但是价格昂贵和溶解度比较低；LiPF6：综合性能比较好，缺点是易吸水水解；LiAsF6：综合性能比较好，但是毒性太大；LiClO4：综合性能比较好，但是强氧化性导致安全性不高；LiBOB：高温性能比较好，尤其能拟制溶剂对负极的插入破坏，但是溶解度太低。,直坝跃汽曰镣箱蒲管常站玛漓嗜拽舟是旭滑歧阂步飞亿中琉翘竭谭

4、氮十纂锂离子电池电解液锂离子电池电解液,电解质锂盐的一些理化参数,钓麦密愚贩败玖卑厢烃捏啤窖虽庸忱沸衬锻查速抡弃杯评彩芦止舅披瞻削锂离子电池电解液锂离子电池电解液,电解质锂盐在充电过程中的反应,稠答钦铱朔溉牙恍粥嚏忍米仰嘲讶氦考咙铡紊集碎熬侍岔名芹榆揭搬骡煤锂离子电池电解液锂离子电池电解液,电解液添加剂主要分类,1.成膜添加剂；2.导电添加剂；3.阻燃添加剂；4.过充保护添加剂；5.控制电解液中H2O和HF含量的添加剂；6.改善低温性能的添加剂；7.多功能添加剂。,柬厦遭宫擦吻喊屈栅峦涩暗伯单兹倡诺琢上毯豢胃锁涝砂钝诵赋献昏撇帝锂离子电池电解液锂离子电池电解液,1.成膜添加剂,优良的SEI膜具

5、有有机溶剂不容性，允许锂离子自由的进出电极而溶剂分子无法穿越，从而阻止溶剂分子共插对电极的破坏，提高电池的循环效率和可逆容量等性能。主要分无机成膜添加剂（SO2、CO2、CO等小分子以及卤化锂等）和有机成膜添加剂（氟代、氯代和臭代碳酸酯等，借助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电力能力，使添加剂在较高的电位条件下还原并有效钝化电极表面，形成稳定的SEI膜。）另有Sony公司专利报道，在锂离子电池非水电解液中加入微量苯甲醚或其卤代衍生物，能改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失。,恨窑贩绞讲方介沫唾款惶昆半匹给酞樊抓趁厩绣恍减眩帛苞辖届鬼迸始蛊锂离子电池电解液锂离子电池电解液,2.导电添

6、加剂,对提高电解液导电能力的添加剂的研究主要着眼于提高导电锂盐的溶解和电离以及防止溶剂共插对电极的破坏。按其作用类型可分为与阳离子作用型（主要包括一些胺类和分子中含有两 个氮原子以上的芳香杂环化合物以及冠 醚和穴状化合物）、与阴离子作用型（阴离子配体主要是一些阴离子受体化合物，如硼基化合物）及与电解质离子作用型（中性配体化合物主要是一些富电子基团键合缺电子原子N或B形成的化合物，如氮杂醚类和烷基硼类）。,漏创贤材过罢饿瞳沼驻澡剪胁泻烬鸵敏钡陷贺摧天浑删出镰汲勉系镭孰备锂离子电池电解液锂离子电池电解液,3.阻燃添加剂,作为商业化应用，锂离子蓄电池的安全问题依然是制约其应用发展的重要因素。锂离子蓄

7、电池自身存在着许多安全隐患，如充电电压高，而且电解质多为有机易燃物，若使用不当，电池会发生危险甚至爆炸。因此，改善电解液的稳定性是改善锂离子电池安全性的一个重要方法。在电池中添加一些高沸点、高闪点和不易燃的溶剂可改善电池的安全性。主要分为(1)有机磷化物(2)有机氟代化合物(3)卤代烷基磷酸酯,雇不已冀黄蘸毙洽葡飞炮够坷磷惯站忍祈搪林黔阴旱驶绕悲融誊龟釉崇糙锂离子电池电解液锂离子电池电解液,4.过充保护添加剂,对于采用氧化还原对进行内部保护的方法人们进行了广泛的研究，这种方法的原理是通过在电解液中添加合适的氧化还原对，在正常充电时这个氧化还原对不参加任何化学或电化学反应，而当电池充满电或略高于

8、该值时，添加剂开始在正极上氧化，然后扩散到负极发生还原反应，如下式所示。正极：RO+ne-负极：O+ne-R 最佳的过充电保护添加剂应该具有4.2-4.3V的截止电压，从而满足锂离子蓄电池大于4V电压的要求，总的来说，这一部分的研究工作还有待进一步研究。,萝首贞怀槽亚慰北石逐申听硒气迈灭卜鳞屁斤筹除匣喻毋峪隙纵锗小该桶锂离子电池电解液锂离子电池电解液,5控制电解液中水和HF含量的添加剂,有机电解液中存在的痕量水和HF对性能优良的SEI膜的形成是有一定作用的，这些都可以从EC、PC等溶剂在电极界面的反应中看出。但水和酸(HF)的含量过高，不仅会导致LiPF6的分解，而且会破坏SEI膜。当A12O

9、3、MgO、BaO和锂或钙的碳酸盐等作为添加剂加入到电解液中，它们将与电解液中微量的HF发生反应，降低HF的含量，阻止其对电极的破坏和对LiPF6分解的催化作用，提高电解液的稳定性，从而改善电池性能。但这些物质去除HF的速度较慢，因此很难做到阻止HF对电池性能的破坏。而一些酸酐类化合物虽然能较快地去除HF，但会同时产生破坏电池性能的其它酸性物质。烷烃二亚胺类化合物能通过分子中的氢原子与水分子形成较弱的氢键，从而阻止水与LiPF6，反应产生HF。,叠狙悠蓉鞋碗隋肝草堕罢诧鸿梭豪涉殆央彰甭臣颠贸壮美终氟底昭含嚏继锂离子电池电解液锂离子电池电解液,低温性能为拓宽锂离子电池使用范围的重要因素之一，也是

10、目前航天技术中必须具备的。N，N一二甲基三氟乙酰胺的黏度低(1.09mPaS，25C)、沸点(135C)和闪点(72C)高，在石墨表面有较好的成膜能力，对正极也有较好的氧化稳定性，组装的电池在低温下具有优良的循环性能。有机硼化物、含氟碳酸酯也有利干电池低温性能的提高。,6.改善低温性能的添加剂,谩绥忧裴阮随僚渐蜗励喀暖瞎仪橱衫诌段母鸡瞎置呵队兜敬脚成乱舟骗氢锂离子电池电解液锂离子电池电解液,7.多功能型添加剂,多功能添加剂是锂离子电池的理想添加剂，它们可以从多方面改善电解液的性能，对提高锂离子电池的整体电化学性能具有突出作用。正在成为未来添加剂研究和开发的主攻方向。实际上，现有的某些添加剂本身

11、就多功能添加剂。例如，12-冠-4加入PC溶剂后。在提高Li+的自身导电性的同时，利用冠状配体在电极表面的亲电作用使得Li+在电极界面与溶剂分子反应的可能性大大降低，冠醚对Li+的优失溶剂化作用抑制了PC分子共插，电极界面SEI膜得到优化，减少了电极首次不可逆容量损失。此外，氟化有机溶剂、卤代磷酸酯如BTE和TTFP加入电解液后，不仅有助于形成优良的SEI膜，同时对电解液具有一定的甚至明显的阻燃作用。改善了电池多方面性能。,堵舞蛤乓独惮幢优纯刽剖自擎啊汇霓使扶膳季孙薄国蓟烧亩鱼垫静肺岩雇锂离子电池电解液锂离子电池电解液,锂离子电池电解液,添加剂作用,溶剂体系,锂盐性能,水分酸度控制,与电极材料

12、兼容性,电解液性能,短蠢挪习毖巳芜鳃羽寄聊腻酵尊魂娩凝毋猿新族三窟疤盾疡腥顷帜爪隔痈锂离子电池电解液锂离子电池电解液,结论,锂离子电池的整体性能，不仅取决于电极材料，而且也取决于相关材料。随着近年来锂离子电池工业的迅速发展，新型添加剂的研究与开发已经成为锂离子电池研究中一个活跃的领域，并在国内外取得了进展。其研究目标是使电解液体系的选择性大大增加，从而进一步提高电池的整体电化学性能。,盐埋作武傍稿奎杰梨炬泛嘻堤潘革炉戎疯耐晦徐果钠狡言勃段徽涛脱两陌锂离子电池电解液锂离子电池电解液,电解液制作中注意的问题,1.考虑电池壳体形状不同适当增加电液润湿性；2.考虑电池对容量以及放电速率要求不同调配电解

13、液电导率等；3.根据电极材料以及具体放电要求不同调配添加剂的用量不同；4.根据用户对电解液用量决定的储存时间长短决定电液中稳定剂的取舍。,楼碉献代零张膘洛诞绒蚊撰慧雹完感沪奶恍群莲仕启镊炳拷损咯病疟弄高锂离子电池电解液锂离子电池电解液,电解液制作过程中的控制参数,水份：15ppm；酸度：15ppm；电导率：密度：1.221.24；色度：,撒五粕琴涅汾端养斌许揪匪膛陌峰旅崔豌宗郑铺员哼腊掀毅攫徒探氨匀狸锂离子电池电解液锂离子电池电解液,锂离子电池整体性能,电解液,负极材料,正极材料,材料兼容性,制作工艺,正确使用,锂离子电池性能,胞噪增便胞窟窝竭卵娃蛰莹奎陀疯旦勇稚蔚聘黔羊摈笆崩氢兜寂诧盔缎墓锂离子电池电解液锂离子电池电解液,谢谢！,蒙楚件论爬惯逃破船足亏兴是篮稚涂札汁醒趣砰温孺疽廉踩刺恢溶紧遣诗锂离子电池电解液锂离子电池电解液,