锂离子电池的组成部分(二)
二、电解液 :
第一代电解液:PC + DME + 1M LiPF6 与石墨负极匹配性差,易发作溶剂共嵌入。
第二代电解液:EC + DMC(or DEC) + 1M LiPF6 低温功能差。
第三代电解液:EC + DMC(DEC) + EMC + 1M LiPF6 电导率可达10-2S.cm-1,>50%。
现在作业大多会集在挑选添加剂方面,以进步电池初次充放电功率,进步SEI安稳性。
液态电解质溶液 : 锂离子电池採用溶有锂盐的非质子有机溶剂为电解液。因为有机电解液参加负极外表SEI膜的构成,因而对电池功能的影响严重。
作为锂离子电池的电解液,需满意以下几个基本条件:
① 化学安稳性好,电化学视窗宽。
② 电导率高。
③ 与负极资料适配性好,并能构成安稳SEI膜。
④ 作业温度规模宽(-40—60℃)。
⑤ 价格低廉,资料易得。
⑥ 无毒,无污染。
★ 溶剂部分 :
非质子性有机溶剂。为取得尽可能高的电导,常採用二元或多元组分溶剂。
a、 碳酸丙烯酯 PC (Propylene Carbonate)。
b、碳酸乙烯酯 EC (Ethylene Carbonate )。
c、 碳酸二甲酯 DEC(Dimethyl Carbonate)。
d、Propiolic Acid 甲酯。
e、 1,4–丁丙酯 GBL(γ- Butyrolactone)。
★ 溶质部分 :
a、 LiPF6(首要)。
b、LiBF4。
c、 LiClO4。
d、LiAsF6。
e、 LiCF3SO3等
A、环状碳酸化合物(cyclic carbonate)
常用 EC(Ethylene Carbonate)及PC(Propylene Carbonate) :
① 光气法 — 使用双醇化合物﹝glycol﹞和光气反响
CH2OHCH2OH + COCl2 ——-> (CH2O)2CO + 2 HCl
② 二氧化碳合成法 CH2OCH2 + CO2 ——-> (CH2O)2CO
B、 链状碳酸化合物
C、常用DMC(Dimethyl Carbonate)和DEC(Diethyl Carbonate) :
① 一氧化碳合成法: 2CH3OH + CO + 1/2 O2 ——-> (CH3O)2CO + H2O
② 酯交换法: C2H5OH + (CH3O)2CO ——-> CH3OCOOC2H5 + CH3OH
★ 聚和物电解质开发(polymer electrolyte) :
① Dry polymer Electrolyte:聚合物掺杂锂盐构成“聚合物—锂离子络合物”。
因为室温锂离子电导率低(约10-8s.cm-1),难以满意使用要求
② PlasTIcized Polymer Electrolyte(塑胶化聚合物电解质):採用增塑办法,将有机电解质溶液作为增塑剂加入到聚合物基质资料(如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯,PAN聚丙烯腈,PVDF聚偏氟乙烯)构成的网路结构中,并使之固定化。
电导率可达10-4——10-3s.cm-1,已挨近液相溶液电导率,能满意有用要求,已进入实践使用(商品化聚合物锂离子电池)。
自Bellcore公司于1994年首先报道聚合物锂离子电池以来,聚合物电解质的开发遭到越来越广泛的重视。现在作业大多会集在进一步进步膜的有用功能(机械功能及电导率)、开展新的製备办法(光、热引发现场聚合)以及提醒导电机理等方面。