锂电池电解液配方和锂离子电解液添加剂介绍

来源：存能电气  日期：2019-04-30 11:36  浏览量：次

　　锂电池电解液配方和锂离子电解液添加剂介绍。锂电池电解液包括三大块—有机溶剂、锂盐、添加剂，目前我国溶剂的生产已经远远满足现有电池的需求，但是随着锂电池能量密度、安全密度、一致性的提高，容量还有待进一步开发。

　　锂电池逐渐取代镍氢镍镉等电池，在移动电源领域迅速普及，这是因为磷酸铁锂电池因成本低、高稳定性，但由于磷酸铁锂的本征电导率低和锂离子在固相扩散系数低，在低温运行时性能较差，因此改善磷酸铁锂电池低温性能的方法除了和正负极材料有关外，还有一个重要的方向—电解液。

　　锂电池电解液是电池中离子传输的载体，主要是由高纯度的有机类溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成的，电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。

　　锂电池电解液常见的成分有碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、六氟磷酸锂、五氟化磷、氢氟酸等，其中高氯酸锂制成的电池低温效果不好，有爆炸的危险，日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好，无爆炸危险，适用性强，废弃电池的处理工作相对简单，对生态环境友好等特点。

　　锂电池电解液配方

　　1、将碳酸乙烯酯用氯气氯化合成了氯代碳酸乙烯酯，然后用三乙胺做缚酸剂脱去氯化氢，制得碳酸亚乙烯酯。氯化反应在无溶剂条件下进行，消去反应以常用作电解液溶剂的碳酸二甲酯为溶剂，可以防止溶剂的残留造成对添加剂的不良影响，同时选择2，3，4-三叔丁基苯酚做阻聚剂，两步反应收率75.0％，比文献值高。

　　2、用无水KF与氯代碳酸乙烯酯反应制备氟代碳酸乙烯酯，安全成本降低，生产工艺易于控制，以PEG．800为催化剂，单步收率82.5％。

　　3、将1，3-丙烷磺内酯用氯气氯化合成了2-氯-1，3-丙烷磺内脂，然后用三乙胺做缚酸剂脱去氯化氢，制得1，3-丙烷磺内酯，与文献相比，反应路线大大缩短，两步反应收率72.7％。

　　锂离子电池电解液添加剂

　　1、含硼添加剂

　　含硼化合物经常作为添加剂应用到不同正极材料的锂离子电池中，在电池循环过程中，很多含硼化合物会在正极表面形成保护膜，来稳定电极/电解液之间的界面，从而提高锂电池性能。

　　2、有机磷添加剂

　　除了亚磷酸酯类添加剂，目前所用的有机磷类添加剂还包括磷酸酯类化合物。XIA等将三烯丙基磷酸酯(TAP)添加剂应用到Li[Ni0.42Mn0.42Co0.16]O2(NMC442)石墨全电池中，发现当有TAP存在时会显著提高库仑效率，长时间循环后，仍然具有很高的容量保持。

　　3、碳酸酯类添加剂

　　含氟皖基(PFA)化合物具有很高的电化学稳定性，同时具备疏水性与疏油性的特性，当PFA添加到有机溶剂中，疏溶剂的PFA会凝聚到一起形成胶团。锂电池在长时间循环过程中性能明显提高，这主要是因为添加剂在循环过程中形成了双层的钝化膜，同时减少电极表面的降解与电解液的氧化分解。

　　解液由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料组成，对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要。电解液占锂电池成本为5-15%，产品毛利率在25-30%。电解质锂盐主要是六氟磷酸锂，占电解液的成本40%。从未来发展趋势看，随着国产六氟磷酸锂产品品质及一致性的提升，出口比例将大幅增加。

　　以上就是锂电池电解液配方和锂离子电解液添加剂介绍，由于锂电池的应用领域越来越广泛，形形色色的锂电池对其电解液的要求也必然有所不同。