锂离子电池电解液添加剂及电解质物性数据

锂电池电解液常用溶剂碳酸丙烯酯：PC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。

特性分子量：102.09物理性质：外观无色透明液体熔点-48.8 ℃沸点242℃闪点132℃溶解度参数δ=14.5相对密度1.2069溶解度参数[2] δ=14.5饱和蒸汽压0.004kpa溶解性:溶于水，可混溶于丙酮、醇,乙醚、苯、乙酸乙酯等有机溶剂.折光率1.4189比重1.189粘度2.5mPa.s介电常数69c/v.m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=2,9000 mg/kg.质量标准项目指标优级品一级品外观无色或淡黄色液体无色或淡黄色液体含量, %≥99.5≥99.0 水份, %≤0.3≤0.5 溴化物（以溴离子计）, %≤0.01≤0.1 密度20oC（g/cm3）1.200±0.0051.200±0.005用途2电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质2高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂。

用作胶黏剂和密封剂的增塑剂。

还可用作酚醛树脂固化促进剂和水溶性胶黏剂颜填料的分散剂。

2化工行业是合成碳酸二甲酯的主要原料也可用于脱除天然气、石油裂解气中二氧化碳和硫化氢。

2另外：还可用于纺织、印染等工业领域。

包装 200公斤镀锌铁桶包装,也可按顾客要求进行包装。

储运应储存于阴凉、干燥、通风良好的场所,钢瓶应垂直放置，避免受热和爆晒。

碳酸甲乙酯：EMC分子式：C4H8O3分子量：104.1,密度1.00 g/cm3，无色透明液体，沸点109℃，熔点-55℃，是近年来兴起的高科技、高附加值的化工产品，一种优良的锂离子电池电解液的溶剂，是随着碳酸二甲酯及锂离子电池产量增大而延伸出的最新产品，由于它同时拥有甲基和乙基，兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯特性，也是特种香料和中间体的溶剂。

锂电池中电解液含量【实用版】目录1.锂电池电解液的概述2.锂电池电解液的成分及其作用3.锂电池电解液的制备方法4.锂电池电解液的安全注意事项5.结论正文一、锂电池电解液的概述锂电池电解液是锂电池的重要组成部分，其主要作用是在电池内部正负极之间传导离子，从而实现电能的储存和释放。

锂电池电解液一般由溶剂、电解质和添加剂组成，其中电解质是电解液的核心成分，其质量和性能直接影响到锂电池的性能和安全性。

二、锂电池电解液的成分及其作用1.溶剂：溶剂是锂电池电解液的主要成分之一，其作用是溶解电解质和其他添加剂，形成一个能够传导离子的溶液。

常见的溶剂有环己酮、甲醇、乙醇等。

2.电解质：电解质是锂电池电解液中起传导离子作用的物质，其种类繁多，常见的有六氟磷酸锂（LiPF6）、四氯化碳（CCl4）等。

3.添加剂：添加剂是为了改善锂电池电解液的性能而添加的一些物质，如抗凝剂、抗氧化剂、阻燃剂等。

三、锂电池电解液的制备方法1.配料：将电解质、溶剂和添加剂按照一定的比例混合在一起。

2.搅拌：将混合好的物料进行充分搅拌，使其形成一个均匀的溶液。

3.静置：将搅拌好的溶液静置一段时间，让其中的气泡逸出。

4.过滤：将静置后的溶液进行过滤，去除其中的杂质。

5.灌装：将过滤后的溶液灌装到电池外壳中，制成锂电池电解液。

四、锂电池电解液的安全注意事项1.锂电池电解液是强碱性的，遇水分解，因此在使用和储存过程中要注意防潮。

2.锂电池电解液挥发后重新在人体的表面溶解后分解出氢氧化锂，可能使人不舒服，甚至损伤眼睛，因此在使用和储存过程中要注意防护。

3.锂电池电解液遇大量水时，可能由于快速分解放热而爆炸，因此在使用和储存过程中要注意远离火源和热源。

4.在制备锂电池电解液时，要注意使用防护设备，如口罩、眼镜、手套等。

五、结论锂电池电解液是锂电池中不可或缺的组成部分，其质量和性能直接影响到锂电池的性能和安全性。

锂离子动力电池产品的电解液选择与性能分析电解液是锂离子动力电池中的重要组成部分，它对电池的性能和安全性起着至关重要的作用。

本文将就锂离子动力电池的电解液选择与性能分析进行探讨。

一、电解液的基本特性电解液是指能够起到媒介作用的介质，用于在正负极之间传递离子。

锂离子电解液通常由溶剂和盐类组成。

溶剂常见的是有机溶剂，如碳酸酯、聚碳酸酯和醚类溶剂等。

而盐类一般由锂盐组成，如六氟磷酸锂（LiPF6）、六氟磺酸锂（LiFSI）等。

电解液的选择应综合考虑其物化特性、电池性能和安全性等因素。

二、电解液的物化特性分析1. 密度：电解液的密度直接影响着电池的能量密度和功率密度，因此为了提高电池的性能，应选择密度较大的电解液。

2. 离子导电性：离子导电性是电解液的重要指标之一，它决定了电池的输出功率。

通常情况下，离子导电性较好的电解液可以提高电池的充放电效率。

3. 稳定性：电解液应具有较高的化学稳定性，能够在不分解的情况下承受电池操作过程中的高温和高电压等条件。

4. 溶解性：电解液的溶解性对电池的长寿命和循环性能有着重要影响。

较好的电解液溶解性可保证锂盐充分溶解，从而提高电池的性能。

三、电解液的性能分析1. 充放电效率：电解液中的溶剂和盐类对充放电效率有着直接的影响。

优质的电解液可提高充放电效率，降低能量损耗。

2. 循环寿命：电解液的物化特性和稳定性对电池的循环寿命起着决定性作用。

选择具有较好稳定性的电解液可以延长电池的使用寿命。

3. 安全性：电解液的选择还应考虑其安全性能。

一些不稳定的电解液可能会导致电池短路、漏液等安全问题。

四、电解液优化策略优化电解液的选择与性能，可以从以下几个方面来考虑：1. 溶剂的选择：选择适合的有机溶剂，如碳酸酯和聚碳酸酯，具有较好的溶解性和稳定性。

2. 盐类的选择：选择高纯度的锂盐，如LiPF6，具有较好的电化学稳定性和离子导电性。

3. 添加剂的使用：引入适量的添加剂可以提高电池的性能和安全性，如导电剂、界面稳定剂等。

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。

5V高电压电解液的制备及电化学性能研究注：该论文为锂离子电池方向本科毕业论文，本人迫于财富值短缺才将此论文上传。

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学生姓名：学号：专业班级：提交日期：指导教师：锂离子电池电解液的组成，对锂离子电池具有非常大的影响。

目前，市场化的5V高电压电解液体系，主要是由含氟锂盐和环状及链状的碳酸酯类溶剂组成，例如六氟磷酸锂（LiPF6）-碳酸乙烯酯（EC）/碳酸二甲酯（DMC）。

但是，LiPF6电解液体系在充电过程中，由于电压过高会分解产生HF，PF5等腐蚀性物质，这将对电池产生不良作用。

尤其是HF，它会和正极材料中的过渡金属Mn，Ni 相互作用，使其溶解，从而导致电池多方面性能的下降。

环丁砜（SL）作为一种含硫添加剂，对电池正极表面形成钝化膜，从而提升电池的一系列优点具有十分重要的作用。

而双草酸硼酸锂（LiBOB）是新近合成出的，一种不含氟离子的新型锂盐，它具有很多优点：良好的热力学稳定性，对基电解液发展的基础上，本文主要研究了两种添水分不敏感等。

因此，在LiPF6加剂（锂盐添加剂LiBOB，电解质溶液添加剂SL）对已经市场化的电解液体系LiPF-EC/DEC体系的影响。

并通过一系列测试研究手段（电池性能测试、电池电6化学研究），对所配置的体系进行了一系列系统的分析和研究。

结果表明，SL是改变电池的电化学性能的关键因素，其存在不仅提高了电解质溶液体系的抗氧化性，同时也降低了由于LiBOB的添加而带来的电极材料的极化阻抗。

而且，1.0M LiPF6-EC/DEC+10% SL+0.1M LiBOB的新型电解液体系，对高压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4产生了优良的适配性，预示了该体系有着很好的应用前景。

关键词：锂离子电池，高电压，添加剂，环丁砜，双草酸硼酸锂The composition of electrolyte has a significant influence on the lithium ion batteries. The market-oriented 5V high voltage electrolyte is consist of fluorine-containing lithium salt and alkyl carbonate solvents. For example hexafluorophosphate (LiPF6)-ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DMC) system. But, when the battery uses solvents just mentioned and is charging on the high voltage, the LiPF6will decomposed into two kinds of different corrosive materials (HF,PF5)which will be an latent danger to the battery and uesers. Especially, the HF will react with transition metal ( Mn, Ni) which are contained in anode material, it will cause anode material dissolved and so then reduce performances for lithium ion battery in many ways.Sulfolane which is a sulfur-containing additive has a fatal role in the formation of film existed outside of the anode. And the film has vital function for improving the performance of lithium ion batteries. And the lithium bis(oxalate)borate (LiBOB) as a novel lithium salt which was discovered recently is a halogen-free lithium salt and has lots of advantages like excellent thermal stability,the perfect stability for the moisture.Based on the advance of the LiPF6 based electrolyte, this article mainly discusses the influence of 2two kinds of different additive (the LiBOB as lithium salt additive and SL as the solvent additive) on the system of LiPF6-EC/DEC. And we have a series of analysis and study on the electrolyte system through various methods to prove on, including battery performance test and battery electrochemistry research.The result shows that SL is the key factor to improve the electrochemical performance of the lithium-ion battery. Not only can SL improve the oxidation resistance of electrolyte system, but also reduce the polarization impedance of the electrode material due to the addition of LiBOB. Besides, the new system of 1.0M LiPF6-EC/DEC+10% SL+0.1M LiBOB, shows the excellent adaptation property for high voltage cathode material of LiNi0.5Mn1.5O4.It indicates that the system has a good prospect of application.Keywords：Lithium-ion battery, High-voltage, Electrolyte, Sulfolane，Lithium bis(oxalate)borate.摘要 .................................................................................................................................................... Abstract . (I)1. 绪论 (1)1.1锂离子电池的应用 (1)1.2锂离子电池的结构 (1)1.3锂离子电池工作原理 (1)1.4锂离子电池材料 (3)1.4.1 正极材料 (3)1.4.2 负极材料 (3)1.4.3 电解液体系 (4)1.4.4 电解液组成的影响 (6)1.4.5 其他辅助材料 (6)1.5本论文研究目的及内容 (7)1.5.1本论文研究目的 (7)1.5.2本论文研究内容 (7)2.实验部分 (7)2.1主要化学试剂及所需仪器 (7)2.1.1 主要化学试剂 (7)2.1.2 主要实验仪器 (8)2.2液体锂离子电池的生产流程、制备及所需测试 (9)2.2.1液体锂离子电池生产流程 (9)2.2.2 电解质锂盐的制取 (9)2.2.3 电解液配置 (10)2.3极片制备和电池装配 (11)2.3.1极片的制备 (11)2.3.2电池的装配 (11)2.4测试分析手段 (12)2.4.1 电导率的测定 (12)2.4.2充放电测试 (12)2.4.3交流阻抗测试 (13)3.2四种不同组分的锂离子电池电解液的性能研究 (14)3.2.1电解液电导率的测定 (14)3.2.2锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4/Li在四种电解液的放电性能研究 (15)3.2.3放电50%时的电压 (18)3.3电化学窗口 (19)3.4阻抗分析（EIS） (20)3.4.1首次充放电前的正极阻抗及分析 (20)3.4.2正极形成钝化膜以后电池的阻抗及分析 (21)3.4.3形成钝化膜前后的阻抗及分析 (22)结论 (23)参考文献 (24)外文原文和译文 (27)致谢 (50)1. 绪论1.1锂离子电池的应用随着经济和科学技术的快速发展，在人们生活水平日趋提高的今天，对于能源的需求量和储存介质的要求也在不断上升。

锂电池电解液配方
锂电池电解液是锂离子电池的重要组成部分，其配方决定了电池的性能和寿命。

常用的锂电池电解液配方包括：
1. 乙碳酸乙酯(EC)、丙酮酸甲酯(MC)、碳酸二甲酯(DMC)、锂盐(LiPF6)等组成的混合物。

这种电解液具有较高的电化学稳定性和导电性，但容易发生热失控反应，在高温下易燃易爆。

2. 乙二醇二甲醚(EDM)、碳酸丙烯酯(PC)、锂盐(LiPF6)等组成的混合物。

这种电解液具有较高的电化学稳定性和导电性，且不易发生热失控反应，但容易发生电解液分解，导致电池性能下降。

3. 磷酸三甲酯(TMP)、碳酸二丙酯(DPC)、锂盐(LiPF6)等组成的混合物。

这种电解液具有较高的导电性和热稳定性，且不易发生热失控反应，但容易发生电解液分解，导致电池性能下降。

总的来说，锂电池电解液的配方需要在电化学稳定性、导电性、热稳定性等方面进行平衡，以保证电池的性能和安全性。

同时，电解液的质量也与生产工艺和设备的要求密切相关。

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电解质添加剂提升锂离子电导率一、电解质添加剂概述电解质添加剂是一类特殊的化学化合物，它们被引入到锂离子电池的电解质中，以改善电池的性能。

这些添加剂可以显著提高锂离子的电导率，从而提升电池的整体性能。

锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，在便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域得到了广泛应用。

然而，随着应用需求的不断增长，对电池性能的要求也越来越高，这就需要通过各种方法来提升电池的性能，其中之一就是使用电解质添加剂。

1.1 电解质添加剂的作用机理电解质添加剂通过与电解质中的锂离子发生相互作用，改变锂离子的溶剂化环境，从而影响锂离子的迁移速率。

这种相互作用可以是促进作用，也可以是抑制作用，具体取决于添加剂的化学性质和电解质的组成。

一般来说，添加剂可以减少锂离子与溶剂分子的结合力，降低锂离子的迁移能垒，进而提高电导率。

1.2 电解质添加剂的分类根据其化学结构和作用机理，电解质添加剂可以分为几类，包括但不限于：- 有机硫化物：如硫酸二甲酯（DMS），可以提高电解质的电导率和电池的循环稳定性。

- 有机磷化物：如磷酸三乙酯（TEP），有助于改善电池的高温性能。

- 有机硼化物：如三氟硼酸盐，可以提高电池的电化学稳定性。

- 有机硅化物：如硅烷醇，可以增强电解质的抗氧化性能。

- 离子液体：具有高电导率和良好热稳定性的离子液体，可以作为电解质的替代品。

二、电解质添加剂对锂离子电池性能的影响电解质添加剂对锂离子电池性能的影响是多方面的，包括电导率、循环稳定性、安全性和高温性能等。

2.1 提高电导率电解质添加剂通过改变锂离子的溶剂化环境，降低锂离子的迁移能垒，从而提高电解质的电导率。

电导率的提高直接关系到电池的充放电速率和功率密度，对于需要快速充放电的应用场景尤为重要。

2.2 改善循环稳定性电池在充放电过程中，电解液中的锂离子需要在正负极之间迁移。

电解质添加剂可以减少电解液分解和正负极材料的腐蚀，从而延长电池的循环寿命。

锂电池中电解液含量（实用版）目录1.锂电池电解液的概述2.锂电池电解液的成分及其作用3.锂电池电解液的配制方法4.锂电池电解液的注意事项5.结论正文一、锂电池电解液的概述锂电池电解液是锂电池的重要组成部分，其主要作用是在电池的正负极之间传导离子，从而实现电池的充放电功能。

锂电池电解液通常由溶剂、盐和添加剂组成，其中溶剂负责溶解盐，盐则负责传导离子，添加剂则用于提高电解液的性能。

二、锂电池电解液的成分及其作用1.溶剂：锂电池电解液中的溶剂主要有 EC（碳酸乙烯酯）、DMC（二甲基碳酸酯）等，其作用是溶解盐，使盐能够在溶液中形成离子，从而实现电导。

2.盐：锂电池电解液中的盐主要有 LiClO4、LiPF6 等，其作用是在溶液中形成离子，并负责在电池的正负极之间传导离子。

3.添加剂：锂电池电解液中的添加剂主要有 LiBOB（双（三甲基硅氧基）锂）、LiDFOB（双（二甲基硅氧基）锂）等，其作用是提高电解液的稳定性、离子传导性能和耐电压性能。

三、锂电池电解液的配制方法1.将溶剂、盐和添加剂按一定比例混合在一起，搅拌均匀，即可得到锂电池电解液。

2.在配制过程中，需要注意以下几点：a.所有配料必须干燥，否则会影响电解液的性能；b.配制过程必须在干燥空气中进行，以防止电解液吸湿；c.配制好的电解液需要存放在密封的容器中，并存放在干燥处。

四、锂电池电解液的注意事项1.锂电池电解液是强碱性的，遇水分解，因此需要密封保存；2.锂电池电解液挥发后重新在人体的表面溶解后分解出氢氧化锂，可能使人不舒服，浓度较高时有可能损伤眼睛；3.锂电池电解液遇大量水时，可能由于快速分解放热而爆炸，因此需要特别注意安全。

五、结论锂电池电解液是锂电池中不可或缺的组成部分，其性能直接影响着锂电池的性能。