福建鋰離子電池電解液

鋰離子電池具有高比能量、高比功率、高轉(zhuǎn)換率、長壽命、無污染等優(yōu)點(diǎn)，得到了快速普及，其應(yīng)用逐步從便攜式電子產(chǎn)品和通訊工具轉(zhuǎn)向動(dòng)力型電源領(lǐng)域，鋰電池行業(yè)具備良好發(fā)展態(tài)勢，2019年鋰離子電池的產(chǎn)能已達(dá)到了198gwh，預(yù)計(jì)到2030年，產(chǎn)能將達(dá)到3392gwh，增長近17倍。隨著科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，對鋰離子電池的能量密度和循環(huán)性能提出了更高的要求，提高材料的工作電壓或是開發(fā)高電壓的正極材料可以提高鋰離子電池的能量密度，因此發(fā)展高電壓電池以提高能量密度勢在必行。然而電解液中本質(zhì)上就含有一定的h2o，電解液中的鋰鹽會(huì)與h2o反應(yīng)生成hf，而在高電壓下，hf對正極的侵蝕較為嚴(yán)重，導(dǎo)致活性物質(zhì)損失，表現(xiàn)為容量損失，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致過渡金屬離子的溶解，過渡金屬離子遷移至負(fù)極，破壞負(fù)極的界面膜，引起阻抗增加，此外hf侵蝕正極后會(huì)重新生成h2o。電解液電解液對電池的影響？福建鋰離子電池電解液

例如鋰離子二次電池的情況下，初充電時(shí)在負(fù)極中嵌入鋰陽離子時(shí)，負(fù)極與鋰陽離子、或負(fù)極與非水溶劑發(fā)生反應(yīng)，在負(fù)極表面上形成以氧化鋰、碳酸鋰、烷基碳酸鋰為主成分的覆膜。該電極表面上的覆膜被稱為固體電解質(zhì)界面膜(solidelectrolyteinterface(sei))，抑制非水溶劑的進(jìn)一步的還原分解，抑制電池性能的劣化等其性質(zhì)對電池性能產(chǎn)生較大影響。另外，作為正極，通常使用有l(wèi)icoo2、linio2、、limn2o4、limno2等鋰與過渡金屬的復(fù)合氧化物，同樣地，在正極表面上也形成分解物所產(chǎn)生的覆膜，已知其也抑制溶劑的氧化分解，發(fā)揮抑制電池內(nèi)部的氣體發(fā)生等之類的重要的作用。為了改善以循環(huán)特性、低溫特性等為**的電池特性，重要的是，形成離子傳導(dǎo)性高、且電子傳導(dǎo)性低的穩(wěn)定的sei，在電解液中加入少量(通常為％以上且10質(zhì)量％以下)的被稱為添加劑的化合物，從而積極地進(jìn)行了形成良好的sei的嘗試。例如，專利文獻(xiàn)1中，碳酸亞乙烯酯(以下記作vc)作為形成有效的sei的添加劑使用，專利文獻(xiàn)2中，以1,3-丙烯磺內(nèi)酯為**的不飽和環(huán)狀磺酸酯作為形成有效的sei的添加劑利用，專利文獻(xiàn)3中，雙乙二酸硼酸鋰(以下libob)作為形成有效的sei的添加劑利用，專利文獻(xiàn)4中。福建鋰離子電池電解液鋰電池電解液主要成分；

傳統(tǒng)電解液存在問題電解液是電池中的重要組成部分，作為正負(fù)極材料的橋梁，在傳導(dǎo)電流等方面起著不可或缺的作用。商業(yè)化鋰離子電池電解液一般由碳酸酯類有機(jī)溶劑及六氟磷酸鋰(LiPF6)組成，EC是其必不可少的一種溶劑，由于其介電常數(shù)高，溶解鋰鹽的能力強(qiáng)，通常也會(huì)加入低粘度的DMC、DEC、EMC等作為共溶劑，以提高鋰離子遷移速率。但傳統(tǒng)電解液通常在工作電壓大于時(shí)，會(huì)發(fā)生分解，這是由于常用的有機(jī)碳酸酯類溶劑，如鏈狀碳酸酯DMC(碳酸二甲酯)、EMC(碳酸甲乙酯)、DEC(碳酸二乙酯)，以及環(huán)狀碳酸酯PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)等在高電壓下不能穩(wěn)定存在。因?yàn)樗鼈兊难趸娢惠^低，高電壓下會(huì)發(fā)生氧化分解，所以會(huì)使得鋰離子電池性能降低。常規(guī)電解液已不能滿足高電壓鋰離子電池的需求，因此開發(fā)高電壓電解液至關(guān)重要。

混合電解液的制備方法很簡單，向常規(guī)電解液中直接混入一定濃度的硅烷-Al2O3即可。硅烷-Al2O3是商業(yè)化的產(chǎn)品，可以直接購買到，表面的烷基化處理可以提高Al2O3在電解液中的分散度。如圖1a所示，當(dāng)硅烷-Al2O3添加量為5%時(shí)混合電解液呈漿料裝，添加量為10%時(shí)電解液呈半固態(tài)狀。電解液的離子電導(dǎo)率和鋰離子的離子遷移數(shù)是電解液的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。如圖1c所示，得益于Al2O3是路易斯酸有助于LiPF6解離，混合電解液的鋰離子遷移數(shù)是常規(guī)電解液的兩倍多。如圖1d所示，三種電解液的離子電導(dǎo)率均隨溫度上升而增加，SSE-5的離子電導(dǎo)率同常規(guī)電解液幾乎相同，SSE-10略有降低。圖2.常規(guī)電解液、SSE-5和SSE-10三種電解液的自熄滅值對比。前文提到過，電解液中添加硅烷-Al2O3的主要目的是提升電池的安全性。在確認(rèn)三種電解液的電化學(xué)穩(wěn)定性后，作者對電解液的自熄滅值進(jìn)行了對比研究。如圖2所示，常規(guī)電解液、SSE-5和SSE-10的自熄滅值分別為、s/g和s/g，意味著SSE-5和SSE-10兩種混合電解液的可燃性較常規(guī)電解液分別降低了68%和79%，可被認(rèn)為是阻燃電解液。對于SSE-5和SSE-10具有阻燃效果的原因，作者認(rèn)為是Al2O3表面的烷基熱分解產(chǎn)生的SiO2起到了隔熱的效果。電解液中含有水對鋰電池的影響？

由于鋰電池發(fā)展迅速，對六氟磷酸鋰需求量大幅增加。于是又有一批企業(yè)看好六氟磷酸鋰產(chǎn)品，并開始進(jìn)入這一領(lǐng)域，像多氟多、九九久等企業(yè)結(jié)合外部引進(jìn)技術(shù)與企業(yè)研究開發(fā)相結(jié)合，相繼實(shí)現(xiàn)了六氟磷酸鋰量產(chǎn)。隨著全球?qū)δ茉葱枨蟮拇蠓仍黾?，各?*對能源危機(jī)的意識(shí)越來越強(qiáng)烈，于是各自都制定了新能源發(fā)展政策，通過開發(fā)新能源與節(jié)能相結(jié)合，以解決未來的能源危機(jī)。電動(dòng)汽車作為全球汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，在未來幾年必將迅猛發(fā)展，所以作為動(dòng)力電池必需品的六氟磷酸鋰電解液產(chǎn)品市場潛力巨大。因此，國內(nèi)企業(yè)頻頻發(fā)力六氟磷酸鋰領(lǐng)域，以期奪得**地位。然而，隨著六氟磷酸鋰供給的增加，電解液產(chǎn)能也嚴(yán)重過剩，價(jià)格戰(zhàn)興起，毛利率下跌。電解液及**材料生產(chǎn)企業(yè)均面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下，筆者認(rèn)為，這些企業(yè)需密切關(guān)注鋰電池發(fā)展方向，繼續(xù)加強(qiáng)與電池公司的密切合作，開發(fā)適應(yīng)鋰電池所需要的高性能電解液，如高電壓電解液、凝膠聚合物電解液、動(dòng)力電池電解液等。鋰硫電池電解液的種類；福建鋰離子電池電解液

電池電解液鹽的濃度越高越好嗎？福建鋰離子電池電解液

LiTFSI(雙三氟甲烷磺酰亞酰胺鋰)鋰鹽熱穩(wěn)定性優(yōu)異，但通常會(huì)腐蝕鋁箔。為解決這一問題，Matsumoto等將LiTFSI鋰鹽濃度提高，配制了LiTFSIm(EC)∶m(DEC)=3:7電解液，使用鋁工作電極時(shí)其電化學(xué)窗口達(dá)到了。通過分析得到由于在高濃度電解液中，鋁箔表面形成一層氟化鋰LiF鈍化層，成功抑制了鋁箔的腐蝕。Wang等研究了高濃度的LiN(SO2F)2(LiFSA)/碳酸二甲酯(DMC)電解液體系，其可形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，從而在5V電壓條件下有效阻止過渡金屬和鋁的溶解，高電壓石墨C/。在10mol/LLiFSI-DMC高濃度電解液中，由于其可形成含氟量較高的界面保護(hù)層，在充電電壓達(dá)到，經(jīng)過100次循環(huán)后，Li/NMC622電池保持了86%的初始放電容量。高濃度電解液具有高的抗氧化還原性，高載流子密度，可抑制鋁箔腐蝕，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，具有應(yīng)用于高電壓電解液的潛力。然而其也存在不足，如電導(dǎo)率較低、成本較高等，如何提高電導(dǎo)率，降低成本，是推動(dòng)高濃度電解液實(shí)用化進(jìn)程的關(guān)鍵。加入高電壓添加劑通常，高電壓電解液添加劑主要用來在正極表面成膜，添加劑與電解液溶劑相比，有較低的氧化電位，高壓下能夠優(yōu)先分解形成正極保護(hù)膜，減少了電解液與電極的接觸(圖1)，抑制電解液的氧化分解及其寄生反應(yīng)。福建鋰離子電池電解液

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