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钜大锂电池 >> 常见问题 >> 锂离子电池中电解液及隔膜所起的作用

锂离子电池中电解液及隔膜所起的作用


发布时间:2011-12-22 14:31:35  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

        锂离子电池的电压高达3—4V,电解质只能用有机溶剂,而不能用水溶液电解液,因为水的分解电压是1.229V。
        锂离子电池的电解液由锂盐和混合有机溶剂组成,如IiCI()/PC(碳酸丙烯酯)+DME(二甲基乙二醇),PC+DME,PC+DME十EC(碳酸乙烯酯),EC+DEC(碳酸二乙酯),IiAsF6/EC十THF(四氢呋喃)等。电解液的电导率一般只有0.01S•CHI+,是铅酸蓄电池电解液(5%H2SOd)或碱性电池电解液(6m01.L-+KOH)电导率的几百分之一。因此,锂离子电池在大电流放电时,来不及从电解液中补充Ij+,会发生电压下降。
        有些专家认为,LlClQ是强氧化剂,使用很不安全。PC在蓄电池中因反应性强,易进入碳夹层,用于锂离子电池也不可取。LiPF一是适宜的用盐,溶剂为环状碳酸烷基酯(EC,PC等)和链状碳酸烷基酯(DEC,DMC,DME和EMC等)混合,并以EC为主体组成二元、三元或多元体系,1—2m01.L-+IJPf/EC+DMC是理想的电解液。
        微量的H20对电池的性能影响很大。例如,UPF6与H20反应生成HF,此种酸性条件恶化了正极材料的循环性能。因此,在配制锂离子电池电解液时,首先应对各种试剂进行处理,如各种溶剂需要分别进行精馏纯化、分子筛处理,并加入钠片和锂片,除去杂质和水分。试剂级锂盐经真空干燥使配制成的电解液含水量低于百万分之十。
        通常对导电锂盐,如LiClQ,在配制电解液之前首先应放在干燥箱中烘干,直至变成白色粉末,然后转到真空干燥箱中,控制温度120℃,直至完全脱水为止。
        溶剂碳酸酯的精馏提纯中,PC沸点高达210℃,在减压蒸馏时,当压力降至666Pa时,PC的沸点降至100℃左右,操作方法是将锂带放人磨口三颈瓶中,注入PC,接人减压蒸馏系统,抽真空,用油浴加热到120℃,直至蒸馏结束,弃去初、末馏:分,将蒸出的中间馏分收集在磨口瓶中,再放人锂带除去微量杂质备用。
        DME沸点低(85.2℃),可用常压蒸馏法提纯,一般控制油浴温度在100℃。
        精馏后的碳酸酯通常控制含水量在50t以下,有时希望控制在20弘妙g以下,要控制更低的水含量,必须用分子筛来处理。
        电解液配制在干燥空气环境中进行,以配制lm0L-)LiClO—PC十DME电解液为例,先称取106.5gLiClQ粉末加入PC与[)ME质量比为l:1的混合溶剂中,直至1000mi。为止,加入少许光亮锂带以除去微量水分。一般水的含量应少于50ug/g。
        隔膜:锂离子电池常用隔膜材料有纤维素纸或无纺布、合成树脂制的多孔膜。常见隔膜有聚丙烯和聚乙烯多子L膜,对隔膜的基本要求是既要在电解液中稳定,又要求有一定的孔径和适当的离子导电性。多孔隔膜的离子导电性基本上就是电解液的离子导电性,它通常与膜的孑L隙率、孔的变形率、电解液的电阻、膜的厚度及电解液润湿膜孔的程度有关。通常将隔膜电阻与电解液电阻的比值称为McMullin数,用NM表示,NM能用来预测隔膜对锂电池性能的影响。

 
 
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