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锂离子电池材料之电解液(详细篇)

2009年11月03日 11:39 本站原创 作者:佚名 用户评论(0

锂离子电池材料之电解液(详细篇)

3、电解液(1)
第一代电解液:PC + DME + 1M LiPF6
与石墨负极匹配性差,易发生溶剂共嵌入。
第二代电解液:EC + DMC(or DEC) + 1M LiPF6
低温性能差
第三代电解液:EC + DMC(DEC) + EMC + 1M LiPF6
电导率可达10-2S.cm-1,>50%
目前工作大多集中在选择添加剂方面,以提高电池首次充放电效率,提高SEI稳定性。
电解液(2)-液态电解质溶液
锂离子电池采用溶有锂盐的非质子有机溶剂为电解液。由于有机电解液参与负极表面SEI膜的形成,因此对电池性能的影响重大。
作为锂离子电池的电解液,需满足以下几个基本条件:
①化学稳定性好,电化学窗口宽
②电导率高
③与负极材料适配性好,并能形成稳定SEI膜
④工作温度范围宽(-40—60℃)
⑤价格低廉,材料易得
⑥无毒,无污染


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电解液(3)
A、溶剂部分
非质子性有机溶剂。为获得尽可能高的电导,常采用二元或多元组分溶剂。 
       a、碳酸丙烯酯 PC (Propylene Carbonate
       b、碳酸乙烯酯 EC (Ethylene Carbonate )
       c、碳酸二甲酯 DEC(Dimethyl Carbonate)
       d、Propiolic Acid 甲酯
       e、1,4–丁丙酯 GBL(γ- Butyrolactone)
B、溶质部分
       a、LiPF6(主要)
       b、LiBF4
       c、LiClO4
       d、LiAsF6
       e、LiCF3SO3等
电解液(4)
   A、环状碳酸化合物(cyclic carbonate) 
       常用 EC(Ethylene Carbonate)及PC(Propylene Carbonate)
       ①光气法 --- 利用双醇化合物﹝glycol﹞和光气反应 
CH2OHCH2OH + COCl2 -------> (CH2O)2CO + 2 HCl
       ②二氧化碳合成法 
            CH2OCH2 + CO2 -------> (CH2O)2CO
电解液(5)
     B、链状碳酸化合物 
        常用DMC(Dimethyl Carbonate)和DEC(Diethyl Carbonate) 
        ①一氧化碳合成法 
2CH3OH + CO + 1/2 O2 -------> (CH3O)2CO + H2O
        ②酯交换法 
            C2H5OH + (CH3O)2CO -------> CH3OCOOC2H5 + CH3OH
电解液(6)-聚和物电解质开发(polymer electrolyte)     
① Dry polymer Electrolyte:聚合物掺杂锂盐形成“聚合物—锂离子络合物”。
由于室温锂离子电导率低(约10-8s.cm-1),难以满足应用要求

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screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>解液(6)-聚和物电解质开发(polymer electrolyte)
② Plasticized Polymer Electrolyte(塑料化聚合物电解质):采用增塑方法,将有机电解质溶液作为增塑剂加入到聚合物基质材料(如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯,PAN聚丙烯腈,PVDF聚偏氟乙烯)形成的网络结构中,并使之固定化。

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解液(6)-聚和物电解质开发(polymer electrolyte)
电导率可达10-4——10-3s.cm-1,已接近液相溶液电导率,能满足实用要求,已进入实际应用(商品化聚合物锂离子电池)。
自Bellcore公司于1994年率先报道聚合物锂离子电池以来,聚合物电解质的开发受到越来越广泛的关注。
目前工作大多集中在进一步提高膜的实用性能(机械性能及电导率)、发展新的制备方法(光、热引发现场聚合)以及揭示导电机理等方面。

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