鋰離子電池電解液分類(lèi)有哪些?

大家都知道鋰離子電池電解液是電池不可忽視的一個(gè)方面，畢竟占據電池成本15%的電解液也確實(shí)在電池的能量密度、功率密度、寬溫應用、循環(huán)壽命、安全性能等方面扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色，既然鋰離子電池電解液扮演著(zhù)如此重要的角色，那大家知道鋰離子電池電解液分類(lèi)有哪些嗎，今天小編就來(lái)給大家講解一下吧!

鋰離子電池電解液的分類(lèi)

1、固態(tài)電解液

用金屬鋰直接用作陽(yáng)極材料具有很高的可逆容量，其理論容量高達3862mAhg-1，是石墨材料的十幾倍，價(jià)格也較低，被看作新一代鋰離子電池最有吸引力的陽(yáng)極材料，但會(huì )出現枝晶鋰。采用固體電解質(zhì)作為離子的傳導可抑制枝晶鋰的生長(cháng)，使得金屬鋰用作陽(yáng)極材料成為可能。此外使用固體電解質(zhì)可防止液態(tài)電解液漏液的缺點(diǎn)，還可把電池做成更薄(厚度僅為0.1mm)、能量密度更高、體積更小的高能電池。破壞性實(shí)驗表明固態(tài)鋰離子電池使用安全性能很高，經(jīng)釘穿、加熱(200℃)、短路和過(guò)充(600%)等破壞性實(shí)驗，液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池會(huì )發(fā)生漏液、爆炸等安全性問(wèn)題，而固態(tài)電池除內溫略有升高外(《20℃)并無(wú)任何其它安全性問(wèn)題出現。固體聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩定性、成本低等特點(diǎn)，既可作為正負電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。

固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干形固體聚合物電解質(zhì)(SPE)和凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)。SPE固體聚合物電解質(zhì)重要還是基于聚氧化乙烯(PEO)，其缺點(diǎn)是離子導電率較低，在100℃下只能達到10-40cm。在SPE中離子傳導重要是發(fā)生在無(wú)定形區，借助聚合物鏈的移動(dòng)進(jìn)行傳遞遷移。PEO容易結晶是由于其分子鏈的高規整性，而晶形化會(huì )降低離子導電率。因此要想提高離子導電率一方面可通過(guò)降低聚合物的結晶度，提高鏈的可移動(dòng)性，另一方面可通過(guò)提高導電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等手段來(lái)破壞高聚物的結晶性能，可明顯地提高其離子導電率。此外加入無(wú)機復合鹽也能提高離子導電率。在固體聚合物電解質(zhì)中加入高介電常數低相對分子質(zhì)量的液態(tài)有機溶劑如PC則可大大提高導電鹽的溶解度，所構成的電解質(zhì)即為GPE凝膠聚合物電解質(zhì)，它在室溫下具有很高的離子導電率，但在使用過(guò)程中會(huì )發(fā)生析液而失效。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。

2、液態(tài)電解液

電解質(zhì)的選用對鋰離子電池的性能影響非常大，它必須是化學(xué)穩定性能好尤其是在較高的電位下和較高溫度環(huán)境中不易發(fā)生分解，具有較高的離子導電率(》10-3S/cm)，而且對陰陽(yáng)極材料必須是惰性的、不能侵腐它們。由于鋰離子電池充放電電位較高而且陽(yáng)極材料嵌有化學(xué)活性較大的鋰，所以電解質(zhì)必須采用有機化合物而不能含有水。但有機物離子導電率都不好，所以要在有機溶劑中加入可溶解的導電鹽以提高離子導電率。目前鋰離子電池重要是用液態(tài)電解質(zhì)，其溶劑為無(wú)水有機物如EC、PC、DMC、DEC，多數采用混合溶劑，如EC/DMC和PC/DMC等。導電鹽有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等，它們導電率大小依次為L(cháng)iAsF6》LiPF6》LiClO4》LiBF6。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現爆炸等安全性問(wèn)題，一般只局限于實(shí)驗研究中;LiAsF6離子導電率較高易純化且穩定性較好，但含有有毒的As，使用受到限制;LiBF6化學(xué)及熱穩定性不好且導電率不高，雖然LiPF6會(huì )發(fā)生分解反應，但具有較高的離子導電率，因此目前鋰離子電池基本上是使用LiPF6。目前商用鋰離子電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC/DMC，它具有較高的離子導電率與較好的電化學(xué)穩定性。

以上就是鋰離子電池電解液分類(lèi)的介紹，相信通過(guò)以上介紹大家應該對鋰離子電池電解液分類(lèi)有了一定了解!