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钜大锂电池 >> 常见问题 >> 锂离子电池电解液中的添加剂及作用

锂离子电池电解液中的添加剂及作用


发布时间:2011-12-13 14:22:34  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

        在电解液中加入添加剂,可以改善界面特性,提高电解液导电能力,有的添加剂还具有过充电保护作用。
        改善界面特性用添加剂;用石墨作锂离子电池负极时,由于溶剂分解,会在石墨电极的表面形成一层保护膜,如果在电解液中加入合适的添加剂,可以改善表面膜的特性,并能使表面膜变得薄且致密。由无机添加剂形成的表面膜更容易通过非溶剂化的锂离子,阻止溶剂的共嵌入。常用的无机添加剂有C02,N20,SQ,铐—等,其中认为CQ可以在石墨的表面形成Li2CQ膜。添加C02后对石墨电极的性能影响如图5—20所示。在溶有I.iAsF6的MF,PC,DMC,DEC中添加S02后,改善界面特性用添加剂用石墨作锂离子电池负极时,由于溶剂分解,会在石墨电极的表面形成一层保护膜,如果在电解液中加入合适的添加剂,可以改善表面膜的特性,并能使表面膜变得薄且致密,由无机添加剂形成的表面膜更容易通过非溶剂化的锂离子,阻止溶剂的共嵌入。常用的无机添加剂有C02,N20,SQ,铐—等,其中认为CQ可以在石墨的表面形成Li2CQ膜。添加C02后对石墨电极的性能影响。在溶有LiAsF6的MF,PC,DMC,DEC中添加S02后,在石墨表面形成SEI膜的电位提高到2.7V(:vs.Itl+/㈠),远远高于电解液的还原电位(<2Vvs.Li+/I。i)和成LiPF6与醚的配合物。路易斯强碱Y中含有N或P元素,如NH:,NRH2,NRR’H,NRR+R,,,PH,,PRH2,PRR’H,PRR’R,+等(R,R+,R,+为相同或不同的C1一G烷基)。
        用作配体的醚须有多个醚键,如乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,4一-11恶唑、甲氧基甲基四氢呋喃等。以吡啶作配体时,先将CHsN与HPF-生成配合物CHsNHPF6,然后与㈠OH,LiOR’或LiR发生交换反应生成Li(CsHsN)PF6,生成的㈠(C,H;N)PF6在真空下分解或用HzSQ处理可得高纯度的LiPl;6。
        溶液法;将LiF悬浮于EC,DEC,DMC等有机溶剂中,然后通人P凡,生成的LiPF-可直接溶解在上述有机溶剂中,所得的电解液可直接用作锂电池的电解液。上述过程的反应温度控制在一40—100℃。LiF的用量为每公斤溶剂含I.iFl00—200g。反应过程P凡应过量,反应结束后,用惰性气体除去多余的PL。
        将(XH)+PFC-盐(X为路易斯碱)与含锂的强碱在混合溶剂中反应,生成I.iPF箱。混合溶剂一般为EC,PC,DEC,DMC等。(XH)+P盯及强碱分别选用NH4PF6和LiH,生成的副产物NH,,H:可用减压挥发或通惰性气体除去,过量的反应物I.iH可通过过滤除去。
        由于湿法和干法制得的隔膜都是由拉伸形成微孔,所以在拉伸方向上的强度比较高。25弘m厚的隔膜拉伸强度在1000kg•cm—’以上。单轴拉伸在垂直方向上的强度要低些,大约是长度方向的1/10。而在二轴延伸的情况下•,在垂直方向和延伸方向有着相同的强度。实际的电池制造中,要求的是长度方向的拉伸强度。隔膜从卷上引出来的时候,在隔膜的横切面上要承受一定的拉力,这;洋就得到了对垂直方向拉伸张力的大致标准。在生产过程中不要:有特别过重的冲击,目前市售隔膜的拉伸强度都能满足锂电池芯制造的要求。
        穿刺强度穿刺强度和电极板表面的粗糙度有关,电极使用不同的材料要求隔膜的穿刺强度也不同。例如,碳材料颗粒如果细而且没有棱角,要求隔膜的穿刺强度的值就比较低,相反,如果颗粒粗而大,并且棱角尖锐,则要求的隔膜穿刺强度就高。

 
 
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