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鉅大鋰電池 >> 常見問題 >> 鋰離子電池中電解液及隔膜所起的作用

鋰離子電池中電解液及隔膜所起的作用


發(fā)布時間:2011-12-22 14:31:35  來源:鉅大電子鋰電事業(yè)部 點擊次數(shù):

        鋰離子電池的電壓高達3—4V,電解質(zhì)只能用有機溶劑,而不能用水溶液電解液,因為水的分解電壓是1.229V。
        鋰離子電池的電解液由鋰鹽和混合有機溶劑組成,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(四氫呋喃)等。電解液的電導(dǎo)率一般只有0.01S•CHI+,是鉛酸蓄電池電解液(5%H2SOd)或堿性電池電解液(6m01.L-+KOH)電導(dǎo)率的幾百分之一。因此,鋰離子電池在大電流放電時,來不及從電解液中補充Ij+,會發(fā)生電壓下降。
        有些專家認為,LlClQ是強氧化劑,使用很不安全。PC在蓄電池中因反應(yīng)性強,易進入碳夾層,用于鋰離子電池也不可取。LiPF一是適宜的用鹽,溶劑為環(huán)狀碳酸烷基酯(EC,PC等)和鏈狀碳酸烷基酯(DEC,DMC,DME和EMC等)混合,并以EC為主體組成二元、三元或多元體系,1—2m01.L-+IJPf/EC+DMC是理想的電解液。
        微量的H20對電池的性能影響很大。例如,UPF6與H20反應(yīng)生成HF,此種酸性條件惡化了正極材料的循環(huán)性能。因此,在配制鋰離子電池電解液時,首先應(yīng)對各種試劑進行處理,如各種溶劑需要分別進行精餾純化、分子篩處理,并加入鈉片和鋰片,除去雜質(zhì)和水分。試劑級鋰鹽經(jīng)真空干燥使配制成的電解液含水量低于百萬分之十。
        通常對導(dǎo)電鋰鹽,如LiClQ,在配制電解液之前首先應(yīng)放在干燥箱中烘干,直至變成白色粉末,然后轉(zhuǎn)到真空干燥箱中,控制溫度120℃,直至完全脫水為止。
        溶劑碳酸酯的精餾提純中,PC沸點高達210℃,在減壓蒸餾時,當壓力降至666Pa時,PC的沸點降至100℃左右,操作方法是將鋰帶放人磨口三頸瓶中,注入PC,接人減壓蒸餾系統(tǒng),抽真空,用油浴加熱到120℃,直至蒸餾結(jié)束,棄去初、末餾:分,將蒸出的中間餾分收集在磨口瓶中,再放人鋰帶除去微量雜質(zhì)備用。
        DME沸點低(85.2℃),可用常壓蒸餾法提純,一般控制油浴溫度在100℃。
        精餾后的碳酸酯通??刂坪吭?0t以下,有時希望控制在20弘妙g以下,要控制更低的水含量,必須用分子篩來處理。
        電解液配制在干燥空氣環(huán)境中進行,以配制lm0L-)LiClO—PC十DME電解液為例,先稱取106.5gLiClQ粉末加入PC與[)ME質(zhì)量比為l:1的混合溶劑中,直至1000mi。為止,加入少許光亮鋰帶以除去微量水分。一般水的含量應(yīng)少于50ug/g。
        隔膜:鋰離子電池常用隔膜材料有纖維素紙或無紡布、合成樹脂制的多孔膜。常見隔膜有聚丙烯和聚乙烯多子L膜,對隔膜的基本要求是既要在電解液中穩(wěn)定,又要求有一定的孔徑和適當?shù)碾x子導(dǎo)電性。多孔隔膜的離子導(dǎo)電性基本上就是電解液的離子導(dǎo)電性,它通常與膜的孑L隙率、孔的變形率、電解液的電阻、膜的厚度及電解液潤濕膜孔的程度有關(guān)。通常將隔膜電阻與電解液電阻的比值稱為McMullin數(shù),用NM表示,NM能用來預(yù)測隔膜對鋰電池性能的影響。

 
 
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