锂电离子电池电解液基本概念
锂离子电池电解液成分比例
锂离子电池电解液成分比例
摘要：
1.锂电池电解液的概述
2.锂电池电解液的主要成分
3.锂电池电解液成分的比例
4.锂电池电解液的创新与发展
5.结论
正文：
一、锂电池电解液的概述
锂电池电解液是锂离子电池的重要组成部分，其主要作用是在电池内部传递锂离子，从而实现电能的储存和释放。
与传统的水电解液相比，锂电池电解液采用非水电解液体系，以满足锂离子电池高电压、高能量密度的要求。
二、锂电池电解液的主要成分
锂电池电解液主要由三部分组成，包括溶剂、锂盐和添加剂。
其中，溶剂是电解液的主要成分，占电解液总质量的80%~85%；锂盐占10%~12%，主要起到传递锂离子的作用；添加剂占3%~5%，主要用于改善电解液的性能，如抗氧化性、抗还原性等。
三、锂电池电解液成分的比例
在锂电池电解液中，溶剂、锂盐和添加剂的质量占比分别为80%~85%、10%~12% 和3%~5%。
这些成分的比例对于锂电池的性能至关重要，不同的比例会导致电解液的离子电导率、稳定性等性能产生较大差异。
因此，在生产
锂电池时，需要根据电池的具体要求，选用适当比例的电解液成分。
四、锂电池电解液的创新与发展
随着锂离子电池在能源领域的广泛应用，对锂电池电解液的性能要求也越来越高。
为了满足这些要求，研究人员在电解液的成分、结构等方面进行了大量创新。
例如，开发新型锂盐和添加剂，以提高电解液的离子电导率、稳定性等性能；深入研究锂离子电池中涉及的界面化学过程及机理，以提高电池的循环性能等。
五、结论
锂电池电解液是锂离子电池的关键组成部分，其成分和比例对电池性能具有重要影响。
锂电池电解液基础知识
锂离子电池电解液1 锂离子电解液概况电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中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。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。
有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电池电解液开发成功，锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。
目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。
在锂离子电池电解液研究和生产方面，国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国，以日本的电解液发展最快，市场份额最大。
国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池鼓胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在Li x C6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电特性。
【锂电池 专家课件】锂电池电解液综述
不同, 晶体成核和长大的速度不同。对BOB- 这种弱配位离子,低粘度溶剂 是得到高电导率的关键。
康晓丽, 仇卫华, 刘兴江.电源技术。2008年，32卷，11期，804.
• 按阴离子中心原子的不同划分，则可分为磷系锂盐，硼系锂盐，甲基系 列锂盐，亚胺系列锂盐以及其它导电锂盐。
• 已报道的可用于锂离子电池的锂盐有很多，大体上可分为有机盐和无机 盐。目前较常用的是无机阴离子导 电锂盐 ，主要为LiPF6 、LiBOB 、 LiBF4 、LiTFSI等几种；
磷系列锂盐-LiPF6
LiBOB的缺点
• LiBOB存在的缺点主要有以几个方面： • (1)电导率的问题[1] • LiBOB在部分低介电常数的溶剂中(特别是线性碳酸酯类)几乎不溶解。例
如，它在EC／DMC(3：7)的混合溶液中的溶解度只有0.80 mol／L，；而且 LiBOB在碳酸酯混合物中的电导率小于常用的LiPF6电解液。 • LiBOB电解液体系的低温性能也不如LiPF6。如1 mol/Kg LiBOB／EC-DMC溶 液在-20℃时只能维持室温条件下能量的19％，而LiPF6却能维持74％。解 决这些问题需要优化电解液(特别是溶剂)的组分和组成；已有研究表明， 在EC-EMC中加入PC，则能显著提高LiBOB电解液的低温性能。
LiBOB电解液的特性
• 3.铝的完美钝化 • 用作集流体的铝由于质量轻、耐腐蚀、成本低等 特点，存锂离子蓄电池中有着不可替代的作用。 铝的保护主要是靠其表面生成的钝化膜，而非水 溶液中生成的钝化膜的成分、结构主要是由溶质 决定。因此，用作锂离子蓄电池的盐或电解液在 高电压下不能腐蚀铝，这是它们能够得到应用的 基木要求。 • 例如：具有良好综合性质的LiN(CFSO3)2由于腐蚀 铝，限制了它在锂离子二次电池中的使用。
锂电池电解液详解
2.4.6 阻燃添加剂
高沸点、高闪点和不易燃的溶剂
(1)有机磷化物 如：磷酸三甲酯，磷氮烯(Phosphazene)
(2)有机氟代化合物 如： CH2F-EC、CHF2-EC和CF3-EC
(3)卤代烷基磷酸酯 烷基磷酸酯中的部分氢原子用氟原子取代
2.4.7 多功能添加剂
具有上述一种或多种功能的添加剂
锂电极表面SEI膜的生成过程示意图
负极表面的SEI膜FTIR光谱分析
正极表面的SEI膜FTIR光谱分析
气体添加剂；CO2, SO2等
无机成膜添加剂
成
固体添加剂；Li2CO3 等
膜
添
碳酸酯
VC：碳酸亚乙烯酯等
加
剂
有机成膜添加剂
硫代有机溶 ES 亚硫酸乙烯酯等
卤代有机成 膜添加剂
卤代EC 氯甲酸甲酯
LiPF3(C2F5)3, Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N等 LiBOB 等
备注 应用最广 不稳定，电导率低 高温或高电压危险 有毒
腐蚀集流体
合成困难或价格昂贵 成膜性能好，溶解度 低
解离常数大小为LiN(CF3SO2)2 > LiAsF6 > LiPF6> LiClO4> LiBF4>LiCF3SO3 离子导电性大小为LiAsF6 > LiPF6> LiN(CF3SO2)2 > LiClO4 > LiBF4> LiCF3SO3 热稳定性顺序为LiAsF6～ LiCF3SO3 > LiBF4 > LiClO4 ～ LiN(CF3SO2)2> LiPF6
- 155.9 >300 >100
Y
Li+[N SO2CF3)2]简称LiTPSI
锂离子电池电解液知识
电解液的几个理论问题
锂盐溶解过程对有机电解液电导率的影响
有机溶剂对离子溶剂化作用越强，锂盐 在有机溶剂中的溶解度越大。
有机溶剂如EC、PC、DEC和DMC等都是 阳离子接受体，直接影响阳离子的溶剂 化过程。一些阴离子接受体的硼基化合 物能够和阴离子形成配位作用，从而使 锂盐阴离子发生强烈的溶剂化，只需添 加少量就能明显提高锂盐的溶解度和电 解液的电导率。
电解液的组成与作用—有机溶剂
醚类有机溶剂 环状醚
四氢呋喃（THF）、2-甲基四氢呋喃 （2MeTHF）、1,3-二氧环戊烷(DOL)和4甲基-1,3-二氧环戊烷(4MeDOL)
易开环聚合，热力学上不稳定的，会发 生分子重排反应。
电解液的组成与作用—有机溶剂
醚类有机溶剂 链状醚
二甲氧甲烷(DMM)、1,2-二甲氧乙烷 (DME)、1,2-二甲氧丙烷(DMP)和DG （diglyme，二甘醇二甲醚）
电解液的几个理论问题
锂盐浓度对电导率的影响
锂盐的浓度越大，导电离子数增加，电 导率有增加的趋势，另一方面，随着锂 盐浓度的增加阴阳离子发生复合的几率 越大，电导率有降低的趋势，电导率通 常在电解液的浓度接近1M时有最大值。
电解液的几个理论问题
溶剂粘度对有机电解液电导率的影响
电解液电导率的大小与溶剂的粘度成反比，要 获得足够的电导率，电解液必须具有较低的粘 度。
锂离子电池的结构与原理
二次锂离子电池原理图
锂离子电池的结构与原理
典型的锂二次电池放电曲线图
电解液的几个理论问题
电导率是电解液的特性表征参数之一，决定了电 池的内阻和倍率特性，可以表示为：
K Zi 2 FCi
i 6ri
锂电池高压电解液(3篇)
第1篇一、引言随着全球能源需求的不断增长和环保意识的提高，锂电池因其高效、环保、便携等优点，成为新能源汽车、储能系统等领域的重要能源载体。
而锂电池的高压电解液作为电池的关键组成部分，对电池的性能、安全性及循环寿命具有重要影响。
本文将详细介绍锂电池高压电解液的关键技术及其未来发展。
二、锂电池高压电解液概述1. 定义锂电池高压电解液是指在电池工作过程中，起到导电、传递电荷、溶解锂离子等作用的液体介质。
它主要由溶剂、电解质、添加剂等组成。
2. 分类根据溶剂的种类，锂电池高压电解液可分为有机电解液和无机电解液两大类。
有机电解液主要包括酯类、醚类、酮类等，无机电解液主要包括无机盐类、金属卤化物等。
三、锂电池高压电解液关键技术1. 溶剂（1）酯类溶剂：酯类溶剂具有较好的溶解性和电导率，是目前应用最广泛的有机溶剂。
但酯类溶剂易挥发、易燃，存在一定的安全隐患。
（2）醚类溶剂：醚类溶剂具有良好的溶解性和电导率，且具有较低的介电常数，有利于提高电池的能量密度。
但醚类溶剂的氧指数较低，存在一定的安全隐患。
（3）酮类溶剂：酮类溶剂具有良好的溶解性和电导率，且具有较低的介电常数。
但酮类溶剂的毒性较大，不利于环保。
2. 电解质电解质是锂电池高压电解液中的主要成分，其性能直接影响电池的容量、循环寿命和安全性。
目前，常用的电解质有六氟磷酸锂（LiPF6）、碳酸锂（Li2CO3）、氯化锂（LiCl）等。
3. 添加剂添加剂在锂电池高压电解液中起到改善电池性能、提高安全性等作用。
常见的添加剂有抗老化剂、抗析锂剂、导电剂等。
4. 电解液配方优化电解液配方优化是提高锂电池性能的关键技术之一。
通过优化溶剂、电解质、添加剂等成分的比例，可以实现以下目标：（1）提高电池能量密度：通过选用合适的溶剂和电解质，降低电解液的介电常数，提高电池的能量密度。
（2）提高电池循环寿命：通过选用合适的添加剂，降低电池的界面阻抗，提高电池的循环寿命。
（3）提高电池安全性：通过选用合适的溶剂和添加剂，降低电池的热稳定性，提高电池的安全性。
锂电池电解液基础知识
锂电池电解液基础知识锂离⼦电池电解液1 锂离⼦电解液概况电解液是锂离⼦电池四⼤关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之⼀，号称锂离⼦电池的“⾎液”，在电池中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。
电解液⼀般由⾼纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在⼀定条件下，按⼀定⽐例配制⽽成的。
有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，⼀般⽤⾼介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使⽤；常⽤电解质锂盐有⾼氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多⽅⾯考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离⼦电池采⽤的主要电解质；添加剂的使⽤尚未商品化，但⼀直是有机电解液的研究热点之⼀。
⾃1991年锂离⼦电池电解液开发成功，锂离⼦电池很快进⼊了笔记本电脑、⼿机等电⼦信息产品市场，并且逐步占据主导地位。
⽬前锂离⼦电池电解液产品技术也正处于进⼀步发展中。
在锂离⼦电池电解液研究和⽣产⽅⾯，国际上从事锂离⼦电池专⽤电解液的研制与开发的公司主要集中在⽇本、德国、韩国、美国、加拿⼤等国，以⽇本的电解液发展最快，市场份额最⼤。
国内常⽤电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使⽤条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上⽐普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少⽓体产⽣，防⽌电池⿎胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在Li x C6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使⽤温度范围⼴，与碳负极的相容性好，安全指数⾼，有好的循环寿命与放电特性。
锂电池电解液基础知识
锂离子电池电解液1 锂离子电解液概况电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中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。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。
有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电池电解液开发成功，锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。
目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。
在锂离子电池电解液研究和生产方面，国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国，以日本的电解液发展最快，市场份额最大。
国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池鼓胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在Li x C6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电特性。
锂电池电解液成分
锂电池电解液成分
锂电池电解液是指以锂离子为主要离子组成的有机溶液，它可以提供电池必要的电解质，有效地将电能储存在电池中，让电池具有充电、放电、循环充放电以及高能量密度等功能。
它是电池中最关键的部件之一，它可以提高电池的容量和续航能力。
锂电池电解液的基本成分有氢氧化锂、氯化锂、氟化锂和氯代乙烯的共聚物，它们是一种含有锂离子的电解质溶液。
氢氧化锂是一种锂离子的溶液，它能够负责电池的充电和放电；氯化锂是一种具有抗渗透性的锂离子溶液，它可以防止电池的极化；氟化锂是一种抗高温的锂离子溶液，能够降低电池温度；氯代乙烯的共聚物是一种有机锂离子溶液，它可以帮助电池充电和放电，保证电池的稳定性。
锂电池电解液的比重一般为1.15g/cm3，相对密度约为1.2，质量分数约为20％，温度通常在-20℃~40℃之间，它的电导率通常在0.1~1.5mS/cm之间，具有一定的热稳定性。
锂电池电解液的组成对电池的性能有很大的影响，它能够影响电池的充电放电及循环寿命，改变电池的容量和续航能力，所以在制作电池时，必须精确控制其中的成分，以确保电池性能稳定可靠。
锂离子电池电解液简介---RD
27
添加剂PS BS
图9 含BS的电池在不同低温条件下的放电曲线
电池低温放电容量值
2019/7/17
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添加剂PS BS
图10 石墨电极在室温（a）和在70℃搁置24h后（b）的交流阻抗图
从以上阻抗图拟合得到的元件值
2019/7/17
LWN confidential
2019/7/17
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31
谢谢！
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5
电解质锂盐
双乙二酸硼酸锂 LiB(C204)2
LiBOB以硼原子为中心，呈现独特的四面体结构。硼原子具 有强烈的吸电子能力，由于B上的负电荷被周围两个草酸根 上的八个氧原子高度分散，使阴阳离子键的作用力减小，由 此使得LiBOB在有机溶剂中的溶解性增大。
2019/7/17
2019/7/17
LWN confidential
3
电解质锂盐
目前,商业化锂离子电池中所用的电解质盐是LiPF6, 但其热稳 定性能较差，热分解温度仅为30℃。
在电解质溶液中阴离子PF6-存在如下的平衡反应: LiPF6 ＝ LiF+PF5
PF5是一种很强的路易斯酸,易于与有机溶剂反应,使平衡向右 移动,高温下平衡会加速右移。同时易水解生成HF，破坏
锂离子电池电解液简介
Prepare by: Z Jin &MW Guo Checked by: ZY Yu Report date: 2015-11-04
目录
何为电解液 电解质锂盐 电解液-溶剂
2019/7/17
LWN confidential
1
《锂离子电池电解液》课件
电解液主要由溶剂、锂盐和其他添加剂组成。其 中，溶剂是电解液的主要成分，决定了电解液的 基本性质；锂盐是传导锂离子的介质；添加剂则 可改善电解液的某些性能。
02
电解液的物理化学 性质
电导率
总结词
电导率是衡量电解液传导电流能力的重要参数。
详细描述
电导率决定了锂离子在电解液中的迁移速度，进而影响电池的充放电性能。高 电导率的电解液有助于提高电池的倍率性能。
乳化法
将锂盐、有机溶剂和水等原料混合，通过乳化剂的作用形成稳定的乳液，再经过蒸发、 冷却等处理得到电解液。该方法操作简便，环境友好，但乳化剂的用量和稳定性控制要
求较高。
电解液的优化策略
添加剂改性
有机溶剂优化
通过添加特定的添加剂，如成膜剂、 阻燃剂、导电剂等，改善电解液的性 能。该方法简单易行，但添加剂的选 择和用量需经过精心设计。
03
同，但都需要具备较高的稳定性和安全性。
THANKS
感谢您的观看
研究高电压下的电解液稳定性，以适应锂离 子电池高能量密度的需求。
阻燃电解液
开发具有阻燃性能的电解液，提高电池的安 全性，降低燃烧和爆炸的风险。
降低成本与环保问题
要点一
低成本制备技术
研究电解液的低成本制备技术，如溶剂法、一步法等，以 降低生产成本。
要点二
绿色环保电解液
开发环保型的电解液，减少对环境的影响，如使用可再生 资源或无毒溶剂等。
快速充电
02
03
循环稳定性
具有良好电化学性能的电解液可 以降低内阻，允许电流更快地通 过，从而缩短充电时间。
良好的电解液可以减少电池在充 放电过程中的容量衰减，提高电 池的循环寿命。
安全性能
锂离子电池电解液详解
锂电池培训-电解液一、电解液基础知识二、电解液添加剂知识三、电解液主盐四、电解液国内外厂家介绍一、电解液基础知识电解液为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6、LiBOB等的有机溶液；电解液的主要功能使为锂离子提供一个自由脱嵌的环境。
二、电解液添加剂知识⏹依非水电解液添加剂的作用机制分类：⏹1、SEI(solid electrolyte interface) 成膜添加剂⏹2、导电添加剂⏹3、阻燃添加剂⏹4、过充电保护添加剂⏹5、控制电解液中水和HF含量的添加剂⏹6、改善低温性能的添加剂⏹7、多功能添加剂1、SEI(solid electrolyte interface) 成膜添加剂有机成膜添加剂-硫代有机溶剂⏹硫代有机溶剂是重要的有机成膜添加剂，包括亚硫酰基添加剂和磺酸酯⏹添加剂。
ES(ethylene sulfite, 亚硫酸乙烯酯)、PS(propylene sulfite, 亚硫酸丙烯酯)、DMS(dimethylsulfite, 二甲基亚硫酸酯)、DES(diethyl sulfite,二乙基亚硫酸酯)、DMSO(dimethyl sulfoxide, 二甲亚砜)都是常用的亚硫酰基添加剂，亚硫酰基添加剂还原分解形成SEI膜的主要成分是无机盐Li2S、Li2SO3 或Li2SO4 和有机盐ROSO2Li，碳负极界面的成膜能力大小依次为：ES>PS>>DMS>DES，链状亚硫酰基溶剂不能用作PC基电解液的添加剂，因为它们不能形成有效的SEI 膜，但可以与EC溶剂配合使用，高粘度的EC 具有强的成膜作用，可承担成膜任务，而低粘度的DES 和DMS 可以保证电解液优良的导电性磺酸酯是另一种硫代有机成膜添加剂，不同体积的烷基磺酸酯如1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、甲基磺酸乙酯和甲基磺酸丁酯具有良好的成膜性能和低温导电性能，是近年来人们看好的锂离子电池有机电解液添加剂有机成膜添加剂-卤代有机成膜添加剂卤代有机成膜添加剂包括氟代、氯代和溴代有机化合物。
电解液
锂离子电池电解液1 锂离子电解液概况电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中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。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。
有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电池电解液开发成功，锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。
目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。
在锂离子电池电解液研究和生产方面，国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国，以日本的电解液发展最快，市场份额最大。
国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池鼓胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在Li x C6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电特性。
锂电池中电解液含量
锂电池中电解液含量
摘要：
一、锂电池电解液的概述
1.电解液的组成成分
2.电解液在锂电池中的作用
二、锂电池电解液的含量
1.含量的测定方法
2.含量对电池性能的影响
三、锂电池电解液的安全注意事项
1.电解液的危险特性
2.安全防护措施
正文：
一、锂电池电解液的概述
锂电池电解液是锂电池中不可或缺的组成部分，它的主要作用是在电池的正负极之间传导离子，从而实现电能的储存和释放。
锂电池电解液一般由锂盐和有机溶剂组成，其中常见的锂盐有LiClO4、LiPF6 等，有机溶剂主要包括EC、DMC 等。
二、锂电池电解液的含量
锂电池电解液的含量是指电解液在电池中的占比。
测定锂电池电解液含量的方法有多种，常见的有重量法、体积法等。
电解液含量对锂电池的性能有很大影响，如果含量过高或过低，都会导致电池性能下降，甚至影响电池的安全
使用。
三、锂电池电解液的安全注意事项
锂电池电解液具有强碱性，遇水分解，挥发后重新在人体的表面溶解后分解出氢氧化锂，可能使人不舒服，甚至损伤眼睛。
另外，锂电池电解液遇大量水时，可能由于快速分解放热而爆炸，因此需要特别注意安全防护。
在使用和储存锂电池电解液时，应穿戴好防护设备，避免直接接触皮肤和眼睛，避免吸入气体。
锂离子电池电解液成分比例
锂离子电池电解液成分比例【实用版】目录一、锂离子电池电解液的概述二、锂离子电池电解液的主要成分1.溶剂2.锂盐3.添加剂三、锂盐的种类及优缺点1.LiPF2.LiBFLiBOB3.LiDFOB4.LiTFSI5.LiFSI四、锂离子电池电解液的发展趋势正文一、锂离子电池电解液的概述锂离子电池电解液是锂离子电池的重要组成部分，其主要作用是在电池内部正负极之间传输离子，实现电能的储存和释放。
由于锂电池工作电压的原因，一般采用非水电解液体系作为锂电池的电解液。
二、锂离子电池电解液的主要成分锂离子电池电解液主要由三部分组成，分别是溶剂、锂盐和添加剂。
它们按一定比例在一定条件下调制而成。
三种原料质量占比分别为 80％-85％、10％-12％、3％-5％，成本占比也大致如此。
1.溶剂：溶剂是锂离子电池电解液的主要成分，其作用是溶解锂盐，使锂离子能够在电解液中顺利传输。
常用的溶剂有碳酸酯类、醚类等。
2.锂盐：锂盐是锂离子电池电解液中的关键成分，其质量直接影响着电池的性能。
理想的锂盐需要具有较小的缔合度，易于溶解于有机溶剂，保证电解液高离子电导率；阴离子有抗氧化性及抗还原性，还原产物利于形成稳定低阻抗 SEI 膜；化学稳定性好，不与电极材料、电解液、隔膜等发生有害副反应；制备工艺简单，成本低，无毒无污染。
3.添加剂：添加剂主要是用来改善电解液的性能，例如抗氧化、抗腐蚀、提高离子电导率等。
常用的添加剂有成膜添加剂、热稳定剂等。
三、锂盐的种类及优缺点不同的锂盐具有不同的性质和优缺点，下面对几种常用的锂盐进行介绍：1.LiPF：具有合适的溶解度和较高的离子电导率，能在 Al 箔集流体表面形成一层稳定的钝化膜，协同碳酸酯溶剂在石墨电极表面生成一层稳定的 SEI 膜。
但热稳定性较差，易发生分解反应。
2.LiBFLiBOB：具有较高的电导率、较宽的电化学窗口和良好的热稳定性，成膜性能好，可直接参与 SEI 膜的形成。
3.LiDFOB：具有较高的溶解度和电导率，与电池正极有很好相容性，能在 Al 箔表面形成一层钝化膜并抑制电解液氧化。
锂离子电池电解液的基础(终极版)
1 电解液的功能与要求 2 电解液的基本组成
2.1 溶剂 2.2 钮盐
3电解液的基本性质 3.1 离子传导特性 3.2 化学稳定性
4 电解液的电化学稳定性 4.1 在惰性电极上的稳定性 4.2 与碳负极的相容性 4.3 与正极的相容性 4.4 与集流体的相容性
5电解液中杂质的影响 5.1 杂质对电解液的影响 5.2 杂质对电池性能的影响
100
σ＝ A1 cfiPF6 + A2clι
Aifl0-1 Sdm8 mol3
A2/10-1 Sdm3.5/mol1.5
A3/10-1 $dm2/mol
1.297士0.059
-25.1土0.44
33.29士0.39
16
3:1离子传导特性 温度的影响
T / °C
电导率随温度的变化符合 Volgel-Tamma-Fulcher(VTF）方程：
14
3:1离子传导特性一一混合溶剂（1)
·通常一种剂难以同时满足高的介 电常数和低粘度的要求， 因此需要 采用混合溶剂体系： 一 种溶剂提供高的介电常数： 另 一种溶剂提供低的粘度。
·二兀溶剂体系的介电常数和粘度可 以按下式计算：
乌＝ (1 - x2） ε I + Xzζz 1/s ＝ηl (1-xv,,2
1 mol dm·3 LiPF6, 25°C.
KI mS cm-1
7.2 5.8 7.1 4.6 3.1
11.6 9.7 8.2 11.0 8.7 7.3
3:1离子传导特性一一混合溶剂（2)
混合溶剂体系的电导率随低粘度溶 剂含量的变化存在一个极大值， 这 个极大值一般出现在低粘度溶剂的
体积分数为50o/o附近。
锂电池的电解液
聚乙烯、聚丙烯微孔膜锂电池的电解液是电池的一个重要组成部分，对电池的性能有很大的影响。
在传统电池中，电解液均采用以水为溶剂的电解液体系。
但是，由于水的理论分解电压只有1.23V，即使考虑到氢或氧的过电位，以水为溶剂的电解液体系的电池的电压最高也只有2V左右(如铅酸蓄电池)。
锂电池电压高达3~4V，传统的水溶液体系显然已不再适应电池的需要，而必须采用非水电解液体系作为锂离子电池的电解液。
锂电池电解液主要采用能耐高电压而不分解的有机溶剂和电解质。
锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。
一般作为实用锂离子电池的有机电解液应该具备以下性能：(1)离子电导率高，一般应达到10-3~2*10-3S/cm；锂离子迁移数应接近于1；(2)电化学稳定的电位X围宽；必须有0~5V的电化学稳定窗口；(3)热稳定好，使用温度X围宽；(4)化学性能稳定，与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应；(5)安全低毒，最好能够生物降解。
适合的溶剂需其介电常数高，粘度小，常用的有烷基碳酸盐如PC，EC等极性强，介电常数高，但粘度大，分子间作用力大，锂离于在其中移动速度慢。
而线性酯，如DMC(二甲基碳酸盐)、DEC(二乙基碳酸盐)等粘度低，但介电常数也低，因此，为获得具有高离子导电性的溶液，一般都采用PC+DEC，EC+DMC 等混合溶剂。
这些有机溶剂有一些味道，但总体来说，都是能符合欧盟的RoHS, REACH要求的，是毒害性很小、环保有好性的材料。
目前开发的无机阴离子导电盐主要有LiBF4,LiPF6,LiAsF6三大类，它们的电导率、热稳定性和耐氧化性次序如下：电导率：LiAsF6≥LiPF6>LiClO4>LiBF4热稳定性：LiAsF6>LiBF4>LiPF6耐氧化性：LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4>LiClO4LiAsF6有非常高的电导率、稳定性和电池充电放电率，但由于砷的毒性限制了它的应用。
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有机溶剂的选择标准
1.有机溶剂对电极应该是惰性的，在电池的充放 电过程中不与正负极发生电化学反应，稳定性好
2.有机溶剂应该有较高的介电常数和较小的黏度 以使锂盐有足够高的溶解度，保证高的电导率
但是砜类的熔点高和黏度大，成为它的最大缺点。
常见溶剂的物理性质
有机溶剂 沸点 EC 248 DMC 90 EMC 108 DEC 127 PC 241.7 MPC 130
DMSO 189 GBL 206
熔点 闪点 黏度 相对介电常数
36 150 1.86
89.6
3 15 0.59
3.1
-55 23 0.65
常用锂盐
LiClO4 LiAsF6 LiBF4 LiPF6 LiCF3SO3 LiN(CF3SO2)2 LiC(SO2CF3)3 新型的硼酸锂盐
几种常用锂盐的简单性能对比
❖ LiBF4：低温性能比较好，但是价格昂贵和溶解度 比较低；
❖ LiPF6：综合性能比较好，缺点是易吸水水解，热 稳定性差；
3.熔点低、沸点高、蒸气压低，从而使工作温度 范围较宽
4.与电极材料有较好的相容性，电极在其构成的 电率、成本、环境因素等方面的考虑
锂离子电池所使用的有机溶剂
1.碳酸酯类 2.羧酸酯类 3.醚类有机溶剂 4.含硫有机溶剂
1 碳酸酯类
碳酸酯类溶剂具有较好的电化学稳定性、较高的闪点 和较低的熔点在锂离子电池中得到广泛的使用。碳酸 酯类的溶剂就其结构而言，主要分为两类： 1.环状碳酸酯 PC和EC 2.链状碳酸酯 DMC、EMC、DEC
3
醚类有机溶剂
醚类有机溶剂介电常数低，黏度较小，但 是醚类的性质活泼，抗氧化性不好，故不 常用作锂离子电池电解液的主要成分，一 般做为碳酸酯的共溶剂或添加剂使用来提 高电解液的电导率.
4 含硫有机溶剂
含硫溶剂中最有可能在锂离子电池中使用的是砜类。 但是大部分砜类室温下为固体，只有与其它溶剂混 合才能构成液体电解液。此外砜类溶剂一般具有非 常高的稳定性和库仑效率，有利于提高电池的安全 性和循环性能。
2.保护碳材料的表面，即在碳负极表面形 成钝化膜或称之为SEI膜（solid electrolyte interface)
石墨负极三种不同的结构变化
还原反应的破坏与保护
破坏——溶剂化锂离子穿越电极/电解液相界面直 接进入碳材料层间。嵌层的溶剂分子在更低的电 位下还原分解生成锂盐沉淀在石墨层间，同时生 成大量气体导致碳材料结构发生层离。
保护——溶剂化的锂离子也在碳负极表面获得电子 而发生还原分解反应，这样的过程同样有锂盐和气 体生成，但是生成的锂盐电介质会沉积在碳负极表 面形成钝化膜，阻止溶剂嵌入还原。
关于碳负极表面的SEI膜，必须明确以下4个 方面： 1.SEI膜的形成机制 2.SEI膜的结构与形成SEI膜的反应 3.SEI膜的结构和导Li＋机理 4.SEI膜的电极界面稳定性
❖ LiAsF6：综合性能比较好，但是毒性太大； ❖ LiClO4：综合性能比较好，但是强氧化性导致安
全性不高； ❖ LiBOB：高温性能比较好，尤其能拟制溶剂对负
极的插入破坏，但是溶解度太低。
LiPF6的优点
由于PF6-的缔合能力较差，形成LiPF6电解液的 电导率 较大，高于其它所有无机锂盐。此外它 的电化学稳定性强，阴极的稳定电压达5.1V， 远高于锂离子电池要求的4.2V，且不腐蚀铝集 流体，综合性能优于其它锂盐。
SEI膜的形成机理模型：
常见电解质添加剂
1.负极的成膜添加剂 2.过充保护的添加剂 3.阻燃添加剂 4.稳定剂 5.提高电导率的添加剂 6.高低温性能添加剂
电极/电解液界面
1 负极与电解液界面
负极的碳材料在电池首次充放电过程中 不可避免的要与电解液发生反应。
1.破坏碳负极的结构发生的反应将导致碳 材料的结构发生变化
2.9
-43 33 0.75
2.8
-49.2 135 2.530
64.4
-43 36 0.78
2.8
18.4
1.991
42.5
-42 104 1.751
39.1
锂电池性能优良的锂盐特点：
1.锂盐在有机溶剂中有足够高的溶解度，缔合度小， 易于解离，以保证电解液具有较高的电导率。 2.阴离子具有较高的氧化和还原稳定性，在电解液 中稳定性好，还原产物有利于电极钝化膜的形成。 3.具有较好的环境亲合性，分解产物对环境污染小. 4.易于制备和纯化，生产成本低。
锂离子电池电解 质溶液
电解液的组成 电解液/电极界面 电解液的发展方向
电解液生产工艺
电解液的组成 溶剂+锂盐
电解液的选择
由于锂离子电池负极的电位与锂接近，比较活泼，在 水溶液体系中不稳定，必须使用非水、非质子性有 机溶剂作为锂离子的载体。
电解质锂盐是提供锂离子的源泉，保证电池在充放电 循环过程中有足够的锂离子在正负极来回往返，从 而实现可逆循环。因此必须保证电极与电解液之间 没有副反应发生。
LiPF6的缺点
LiPF6的热稳定性不如其它锂盐，即使在高纯状态下也
能发生分解。
LiPF6 → LiF+PF5
生成的气态PF5具有较强的路易斯酸性，会与溶剂分子
中氧原子上的孤电子对作用使溶剂发生分解反应
反应过程中将产生二氧化碳等气体使电池内压增加， 带来不安全的因素。
关于添加剂
添加剂一般具有以下特点 ： 1.较少用量即能改善电池的一种或几种性能 2.对电池性能无副作用 3.与有机溶剂有较好的相溶性 4.价格相对较低 5.无毒性或毒性较小 6.不与电池中其它材料发生副反应
SEI膜形成机制
1.在一定的负极电位下，到达电极/电解液相界面的锂离 子与电解液中的溶剂分子、锂盐阴离子、添加剂，甚至 是杂质分子，在电极/电解液相界面发生不可逆反应。 2.不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中。 3.在电池首次充电过程中，碳负极表面先于Li+插层建立 完善、致密、Li＋可导的SEI膜。 4.电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停止。 5.一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行。