锂电离子电池电解液基本概念
- 格式:ppt
- 大小:3.59 MB
- 文档页数:50
锂电池电解液特性锂电池电解液是电池中离子传输的载体。
一般由锂盐和有机溶剂组成。
基本信息中文名称锂电池电解液组成锂盐和有机溶剂含义离子传输的载体分类电池锂电池电解液主要成分介绍1.碳酸乙烯酯:分子式: C3H4O3透明无色液体(>35℃),室温时为结晶固体。
沸点:248℃/760mmHg ,243-244℃/740mmHg;闪点:160℃;密度:1.3218;折光率:1.4158(50℃);熔点:35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶剂。
可用作纺织上的抽丝液;也可直接作为脱除酸性气体的溶剂及混凝土的添加剂;在医药上可用作制药的组分和原料;还可用作塑料发泡剂及合成润滑油的稳定剂;在电池工业上,可作为锂电池电解液的优良溶剂2.碳酸丙烯酯分子式:C4H6O3无色无气味,或淡黄色透明液体,溶于水和四氯化碳,与乙醚,丙酮,苯等混溶。
是一种优良的极性溶剂。
本产品主要用于高分子作业、气体分离工艺及电化学。
特别是用来吸收天然气、石化厂合成氨原料其中的二氧化碳,还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。
毒理数据:动物实验经口服或皮肤接触均未发现中毒.大鼠经口LD50=2,9000mg/kg.本品应储存于阴凉、通风、干燥处,远离火源,按一般低毒化学品规定储运。
3.碳酸二乙酯分子式:CH3OCOOCH3无色液体,稍有气味;蒸汽压1.33kPa/23.8℃;闪点25℃(可燃液体能挥发变成蒸气,跑入空气中。
温度升高,挥发加快。
当挥发的蒸气和空气的混合物与火源接触能够闪出火花时,把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃,把发生闪燃的最低温度叫做闪点。
闪点越低,引起火灾的危险性越大。
);熔点-43℃;沸点125.8℃;溶解性:不溶于水,可混溶于醇、酮、酯等多数有机溶剂;密度:相对密度(水=1)1.0;相对密度(空气=1)4.07;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用作溶剂及用于有机合成①健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
锂离子电池电解液1 锂离子电解液概况电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中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(六氟磷酸锂,LiFL6)、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。
有机溶剂是电解液的主体部分,与电解液的性能密切相关,一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用;常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,但从成本、安全性等多方面考虑,六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质;添加剂的使用尚未商品化,但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电池电解液开发成功,锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场,并且逐步占据主导地位。
目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。
在锂离子电池电解液研究和生产方面,国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国,以日本的电解液发展最快,市场份额最大。
国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使用条件不同,与电池正负极的相容性不同,分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC,在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能,能有效减少气体产生,防止电池鼓胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究,LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性,例如在Li x C6/LiMnO4电池中,以LiPF6/EC+DMC为电解液,室温下可稳定到4.9V,55℃可稳定到4.8V,其液相区为-20℃~130℃,突出优点是使用温度范围广,与碳负极的相容性好,安全指数高,有好的循环寿命与放电特性。
锂离子电池电解液的研究锂离子电池已经广泛应用于电子设备和电动汽车等领域,而电解液作为锂离子电池的重要组成部分,对其性能有着重要影响。
因此,实现电解液的高性能和高稳定性是当前锂离子电池研究的热点之一。
首先,我们来了解一下电解液的基本概念。
电解液是锂离子电池中的一种溶液,主要作用是提供锂离子的传输路径和介质。
同时,电解液还需要具备良好的稳定性、导电性和可溶性等特性。
在锂离子电池中,常用的电解液有有机电解液和固态电解液两种。
有机电解液是传统锂离子电池所采用的电解液,由含有锂盐的有机溶剂和添加剂组成。
有机电解液具有传输性能好、充放电效率高等优点,但其缺点是较低的热稳定性和较大的燃烧风险。
因此,为了提高有机电解液的安全性能,研究者一直在寻求新型的锂离子电池电解液。
固态电解液是近年来发展起来的新型电解液,一般是由无机材料制备而成,具有高离子传输率、良好的热稳定性和抗燃性等特点。
固态电解液的研究是改善锂离子电池安全性和循环寿命的重要途径之一。
然而,固态电解液的制备工艺相对复杂,制备成本较高,仍然面临一些挑战,如离子传输速率较慢、机械性能不足等问题。
为了克服锂离子电池电解液的不足,研究者们采取了多种策略进行改进。
首先,他们通过优化有机溶剂的选择和比例,以提高有机电解液的热稳定性和安全性。
其次,研究者通过添加抑制剂和阻燃剂等添加剂来提高电解液的阻燃性能和安全性能。
此外,他们还在固态电解液的制备方法、无机材料的选择和材料界面的优化等方面进行了深入研究。
另外一个关键问题是电解液对锂离子电池性能的影响。
电解液的性能直接影响着锂离子电池的电化学性能和循环寿命。
因此,研究者们还在电解液中添加添加剂和功能化材料,以增强锂离子电池的性能。
例如,添加锂盐的浓度和类型、添加功能性固体电解质和纳米材料等。
这些添加剂可以增强电解液的稳定性、改善溶液界面、提高电池的循环寿命和快速充电性能等。
总体来说,锂离子电池电解液的研究是实现高性能和高稳定性锂离子电池的关键之一。
一文读懂锂电池电解液在电解液这一块呢,我们要学习的一个核心的内容就是电化学(Electrochemistry)电化学那么废话不用多说,要真的深入的了解电解液还是要从最基础的机理来入手,结合电解液在锂电池中的作用可以知道有几点:1,电解液溶剂在化成时候参与成膜,有些添加剂比如VC也参与成膜2,充当锂离子移动的通道,运送锂离子到正负极之间。
表现上是这些作用,其实究其机理可以知道有关电荷转移(Charge transfer process),扩散传质(diffusion process)反应物和产物在电极静止液层中的扩散。
电极界面双电层充电(charging process of electric double layer),电荷的电迁移过程(migration process )主要是溶液中离子的电迁移过程,也称离子电导过程。
当电解液注入电池内部的时候,这个时候要引入一个概念,就是接触角(contact angle),不管是气体液体,还是固体,在接触的时候就会发生润湿现象,电解液注入电池内部,电池内部主要是正负极,隔膜等,那么就是液体接触固体,那么之间就会形成一个接触角θ,如果θ《90°,则液体较容易润湿固体,浸润性越好,然后电解液与极片浸润性好,那么在电池充放电过程中,效果就好。
如不是,则反之。
当化成开始的时候,之前都是物理的过程,这时候开始发生反应,电流通过电极时候,电化学反应开始,这时候就产生了界面上的反应物的消耗和产物的积累,出现了浓度差。
在电极通电的初期,扩散层很薄,浓度梯度很大,扩散传质速率很快,因此没有浓差极化出现/ 随着时间的推移,扩散层逐步向溶液内部发展,浓度梯度下降,扩散速率减慢,浓差极化慢慢变大。
这个时候就要引入等效电路来,因为在这个过程中,产生了两个电阻,一个是扩散阻抗Zw,一个是传荷电阻Rct,他们之间是串联关系,总的阻抗为法拉第阻抗。
那么电解液在这过程中,如何评价呢?我们知道一般的电解液中溶剂主要有环状碳酸酯(EC等)和线性碳酸酯(DMC等),一般来说环状碳酸酯的电化学动力学比线性碳酸酯的大,那么在选取溶剂的时候就要考虑到这点,有时候为了增大扩散速率就要多比例的线性碳酸酯。
锂离子电池电解液锂离子电池电解液是一种用于锂离子电池中的重要组成部分。
它是充放电过程中起到媒介和导电介质作用的液体。
锂离子电池电解液的质量和稳定性直接影响着锂离子电池的性能表现和安全性。
本文将介绍锂离子电池电解液的基本成分、特点、制备工艺和发展趋势。
锂离子电池电解液的基本成分包括有机溶剂、锂盐和添加剂。
有机溶剂一般采用碳酸酯、醚类、碳酸酯醚混合物等,它们具有较好的溶解性和电导率。
锂盐是电解液中的重要离子源,常见的有锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂、硫酸锂等。
添加剂主要用于改善电解液的性能,如增强电导率、提高锂离子迁移率、提高电池循环寿命等。
锂离子电池电解液具有较高的离解度和良好的电导率,能够提供足够的锂离子传输和储存能力。
此外,锂离子电池电解液还具有低的粘度、良好的能量储存和快速的离子传输速率等特点,使得锂离子电池具有高能量密度和快速充放电能力。
制备锂离子电池电解液的工艺主要包括溶剂处理、盐溶液配置和添加剂混合等步骤。
首先,通过对有机溶剂进行处理和纯化,去除其中的杂质和水份;然后将锂盐溶解于纯化后的有机溶剂中,配置成一定浓度的锂盐溶液;最后,根据需要,将添加剂逐一加入锂盐溶液中,并进行充分混合,以得到性能优良的锂离子电池电解液。
锂离子电池电解液的发展趋势主要体现在提高电解液的安全性、提高锂离子电池的能量密度和延长电池的循环寿命等方面。
为了提高安全性,研究人员致力于开发具有更低易燃性和更高抗热辐射性的电解液。
为了提高能量密度,需要开发更高容量的锂盐和有机溶剂,以提供更多的能量储存。
同时,还需要改进添加剂的性能,以增强电解液的稳定性和抗氧化性,延长电池的使用寿命。
综上所述,锂离子电池电解液作为锂离子电池的重要组成部分,对锂离子电池的性能和安全性具有重要影响。
随着科技的不断进步和人们对高性能电池的需求不断增加,锂离子电池电解液的研究和开发将会越来越重要。
通过持续的创新和改进,相信未来锂离子电池电解液将会更加安全、高效和可靠,为各种领域的电子设备和交通工具提供更好的能源解决方案。
ropylenecarbonate)、DMC(dim ethyl carbonate)、DEC (diethyl carbonate),多数采用混合溶剂,如EC2DMC 和PC2DMC 等。
导电盐有L iClO 4、L iPF6、L iBF6、L iA sF6 和L iO SO 2CF3,它们导电率大小依次为L iA sF6> L iPF6> L iClO 4>L iBF6> L iO SO 2CF3。
L iClO4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题,一般只局限于实验研究中;L iAsF6离子导电率较高易纯化且稳定性较好,但含有有毒的A s,使用受到限制;L iBF6化学及热稳定性不好且导电率不高,LiO SO2CF3导电率差且对电极有腐蚀作用,较少使用;虽然LiPF6会发生分解反应,但具有较高的离子导电率,因此目前锂离子电池基本上是使用L iPF6。
目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用L iPF6 的EC2DMC,它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。
2、固体电解液用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量,其理论容量高达3862mAh·g-1,是石墨材料的十几倍,价格也较低,被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料,但会产生枝晶锂。
采用固体电解质作为离子的传导可抑制枝晶锂的生长,使得金属锂用作阳极材料成为可能。
此外使用固体电解质可避免液态电解液漏液的缺点,还可把电池做成更薄(厚度仅为0.1mm )、能量密度更高、体积更小的高能电池。
破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高,经钉穿、加热( 200℃)、短路和过充(600%) 等破坏性实验,液态电解质锂离子电池会发生漏液、爆炸等安全性问题,而固态电池除内温略有升高外(<20℃)并无任何其它安全性问题出现。
固体聚合物电解质具有良好的柔韧性、成膜性、稳定性、成本低等特点,既可作为正负电极间隔膜用又可作为传递离子的电解质用。
锂离子电池电解液1 锂离子电解液概况电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中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(六氟磷酸锂,LiFL6)、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。
有机溶剂是电解液的主体部分,与电解液的性能密切相关,一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用;常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,但从成本、安全性等多方面考虑,六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质;添加剂的使用尚未商品化,但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电池电解液开发成功,锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场,并且逐步占据主导地位。
目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。
在锂离子电池电解液研究和生产方面,国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国,以日本的电解液发展最快,市场份额最大。
国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使用条件不同,与电池正负极的相容性不同,分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC,在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能,能有效减少气体产生,防止电池鼓胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究,LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性,例如在Li x C6/LiMnO4电池中,以LiPF6/EC+DMC为电解液,室温下可稳定到4.9V,55℃可稳定到4.8V,其液相区为-20℃~130℃,突出优点是使用温度范围广,与碳负极的相容性好,安全指数高,有好的循环寿命与放电特性。