鋰離子電池的組成部分(二)

鋰離子電池的組成部分(二)

　　二、電解液 :

　　第一代電解液：PC + DME + 1M LiPF6?? 與石墨負(fù)極匹配性差，易發(fā)生溶劑共嵌入。

　　第二代電解液：EC + DMC（or DEC） + 1M LiPF6? 低溫性能差。

　　第三代電解液：EC + DMC（DEC） + EMC + 1M LiPF6?? 電導(dǎo)率可達(dá)10-2S.cm-1，＞50%。

　　目前工作大多集中在選擇添加劑方面，以提高電池首次充放電效率，提高SEI穩(wěn)定性。

　　液態(tài)電解質(zhì)溶液 : 鋰離子電池採(cǎi)用溶有鋰鹽的非質(zhì)子有機(jī)溶劑為電解液。由于有機(jī)電解液參與負(fù)極表面SEI膜的形成，因此對(duì)電池性能的影響重大。

　　作為鋰離子電池的電解液，需滿足以下幾個(gè)基本條件：

　?、??? 化學(xué)穩(wěn)定性好，電化學(xué)視窗寬。

　?、??? 電導(dǎo)率高。

　?、??? 與負(fù)極材料適配性好，并能形成穩(wěn)定SEI膜。

　?、??? 工作溫度范圍寬（-40—60℃）。

　?、??? 價(jià)格低廉，材料易得。

　?、??? 無(wú)毒，無(wú)污染。

　　★ 溶劑部分 :

　　非質(zhì)子性有機(jī)溶劑。為獲得盡可能高的電導(dǎo)，常採(cǎi)用二元或多元組分溶劑。

　　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）。

　　★ 溶質(zhì)部分 :

　　a、 LiPF6（主要）。

　　b、LiBF4。

　　c、 LiClO4。

　　d、LiAsF6。

　　e、 LiCF3SO3等

　　A、環(huán)狀碳酸化合物（cyclic carbonate）

　　常用 EC（Ethylene Carbonate）及PC（Propylene Carbonate） :

　　①??? 光氣法 --- 利用雙醇化合物﹝glycol﹞和光氣反應(yīng)

　　CH2OHCH2OH + COCl2 -------> (CH2O)2CO + 2 HCl

　?、??? 二氧化碳合成法? CH2OCH2 + CO2 -------> (CH2O)2CO

　　B、 鏈狀碳酸化合物

　　C、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

　?、??? 酯交換法: C2H5OH + (CH3O)2CO -------> CH3OCOOC2H5 + CH3OH

　　★ 聚和物電解質(zhì)開(kāi)發(fā)（polymer electrolyte） :

　?、??? Dry polymer Electrolyte:聚合物摻雜鋰鹽形成“聚合物—鋰離子絡(luò)合物”。

　　由于室溫鋰離子電導(dǎo)率低（約10-8s.cm-1），難以滿足應(yīng)用要求

　　②??? Plasticized Polymer Electrolyte(塑膠化聚合物電解質(zhì))：採(cǎi)用增塑方法，將有機(jī)電解質(zhì)溶液作為增塑劑加入到聚合物基質(zhì)材料（如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，PAN聚丙烯腈，PVDF聚偏氟乙烯）形成的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)中，并使之固定化。

　　電導(dǎo)率可達(dá)10-4——10-3s.cm-1，已接近液相溶液電導(dǎo)率，能滿足實(shí)用要求，已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用（商品化聚合物鋰離子電池）。

　　自Bellcore公司于1994年率先報(bào)導(dǎo)聚合物鋰離子電池以來(lái)，聚合物電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。目前工作大多集中在進(jìn)一步提高膜的實(shí)用性能（機(jī)械性能及電導(dǎo)率）、發(fā)展新的製備方法（光、熱引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)聚合）以及揭示導(dǎo)電機(jī)理等方面。