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锂离子电池电解液知识专业知识讲座

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电解液的几个理论问题
介电常数对电解液电导率的影响
• 溶剂的介电常数越大，离子溶剂化程度愈深，阴阳离子之间的距离就越大。
• 加入可与锂离子形成螯合物的溶剂如 DME或冠醚类化合物，实现电解质锂盐阴阳离子对的有效分离，可极大地提高阴阳离子间的距离，提高锂盐在电解液中的浓度，从而获得较高的电导率。
影响电解液电导率的两个重要因素
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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
有机溶剂的要求
• （1）适中的粘度和介电常数； • （2）较高的闪点和沸点与尽可能低的熔点； • （3）较宽的电化学稳定窗口； • （4）具有良好的热稳定性，使用温度尽可
能的宽； • （5）良好的化学和电化学稳定性，与电池
内的活性物质不发生反应； • （6）良好的安全性和环境相容性。
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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。

锂离子电池电解液(标准讲义)

相对介电常数 89.6 3.1 2.9 2.8 64.4 2.8 42.5 39.1
有机溶剂选择标准
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 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，电极在其构成的电解液中能够表现出优良的电化学性能 5.电池循环效率、成本、环境因素等方面的考虑
3.高温条件下的热分解
正极材料的溶解
正极材料在电解液中固有的溶解性、活性物质因电解液中HF或其他酸性物质的生成而被侵蚀，以及电极电化学过程中部分金属离子转变成可溶性盐进入电解液体系，这些因素都会导致电极活性物质的溶解。与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4相比，尖晶石结构的锰酸锂在电解液中的溶解最严重。
2
正极与电解液界面
锂离子电池正极材料本身的结构和所处的环境均与负极材料不同，主要表现在以下两个方面：
1.正极材料原子间全部是化学键结合，没有象负极那样碳石墨之间的范德华力，溶剂分子难以发生象在石墨层间那样的嵌入反应，溶剂分子在嵌层之前必须去溶剂化 2.正极材料始终处于导电位条件下，尤其是在充电末期，电位达到4.2V，电解液组分在电极表面的氧化分解和电极集流体腐蚀将成为正极材料电化学过程中的主要副反应
双电子反应：
PC/EC+2e→丙烯/乙烯＋CO32CO32-+2Li+→Li2CO3
单电子反应形成烷基碳酸锂：
PC/EC +e →PC-/EC-自由基 2PC-/EC-自由基＋ 2Li+→丙烯/乙烯＋烷氧基碳酸锂烷氧基碳酸锂＋H2O →Li2CO3+CO2+(CH2OH)2

锂离子电池电解液的基础(终极版)

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2:1溶剂一一常规溶剂
Solvent Structure Mw Melting point （℃）
EC
PC DMC DEC EMC
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102 -48.8 90 4.6 118 -74.3
／气。人。。／ 104 -53
Boiling point （℃） 248
14
3:1离子传导特性一一混合溶剂（1)
·通常一种溶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
1.063 0.969 1.006
·环状碳酸醋类溶剂具有极高的介电常数，但是粘度也大。 ·链状碳酸醋的介电常数低，但是粘度也低。 ·为了满足工作温度范围、电导率等多方面的要求，通常是将介电常数高的环状碳酸酷和粘度低的链状碳酸醋混合使用。
7
2:1溶剂一一选择碳酸醋类溶剂的理由
·电极体系：Li/Mn02 一次锺电池I ·电解液：LiCIOiPC-DME
3
1电解液的功能与要求一一基本要求
电解液的理想状态： 1）对铿离子来说是优良的导体，对电子来说是绝缘体。 2）在电极表面除了发生锺离子的迁移之外，不发生其它副反应。 3）不与其它电池组件发生反应。 4）化学稳定性好。 5）安全、环保。
电解液的现状： 1）受限于有机溶剂和键盐的选择，离子电导率一般在5～15mS/cm范围。 2）由于钮离子电池的正极具有很强的氧化性，而负极具有很强的还原性，电

锂电池电解液基础知识

(2)降低电解液中的微量水和 HF 酸
如前所述，锂离子电池对电解液中的水和酸要求非常严格。碳化二亚胺类化合物能阻止 LiPF 6水解成酸，另外，一些金属氧化物如 Al 2O3，、MgO、BaO、Li 2CO3、 CaCO3 等被用来清除 HF，但是相对于 LiPF6 的水解而言除酸速度太慢，而且难于滤除干净。
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。
2.3 添加剂
添加剂的种类繁多，不同的锂离子电池生产厂家对电池的用途、性能要求不一，所选择的添加剂的侧重点也存在差异。一般来说，所用的添加剂主要有三方面的作用：
(1)改善 SEI 膜的性能
在锂离子电池电解液中加入苯甲醚或其卤代衍生物，能够改善电池的循环性能，减少电池的不可逆容量损失。黄文煌对其机理做了研究，发现苯甲醚与溶剂的还原产物发生反应，生成的 LiOCH ，利于电极表面形成高效稳定的 SEI 膜，从而改善电池的循环性能。电池的放电平台能够衡量电池在 3.6V 以上所能释放的能量，一定程度上反映电池的大电流放电特性。在实际操作中，我们发现，向电解液中加入苯甲醚，能够延长电池的放电平台，提高电池的放电容量。
分子链的高规整性，而晶形化会降低离子导电率。因此要想提高离子导电率一方
面可通过降低聚合物的结晶度，提高链的可移动性，另一方面可通过提高导电盐
在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交联、共聚等手段来破坏高聚物的结晶

锂电池电解液知识详解(干货分享)

锂电池电解液知识详解（干货分享）动力电池是电动汽车的关键部件，其性能直接决定了电动车的续航里程、环境适应性等关键参数。

当前主流动力电池为锂离子电池，具有能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命长等优点，但仍然存在续航里程不足的问题。

电极材料决定了电池的能量密度，而电解液基本决定了电池的循环、高低温和安全性能。

锂电池电解液主要由锂盐、溶剂和添加剂三类物质组成。

电解液基本构成变化不大，创新主要体现在对新型锂盐和新型添加剂的开发，以及锂离子电池中涉及的界面化学过程及机理深入理解等方面。

锂盐锂盐的种类众多，但商业化锂离子电池的锂盐却很少。

理想的锂盐需要具有如下性质：（1）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；（2）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；（3）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；（4）制备工艺简单，成本低，无毒无污染不同种类的锂盐介绍LiPF6LiPF6是应用最广的锂盐。

LiPF6的单一性质并不是最突出，但在碳酸酯混合溶剂电解液中具有相对最优的综合性能。

LiPF6有以下突出优点：（1）在非水溶剂中具有合适的溶解度和较高的离子电导率；（2）能在Al箔集流体表面形成一层稳定的钝化膜；（3）协同碳酸酯溶剂在石墨电极表面生成一层稳定的SEI膜。

但是LiPF6热稳定性较差，易发生分解反应，副反应产物会破坏电极表面SEI膜，溶解正极活性组分，导致循环容量衰减。

LiBF4LiBF4是常用锂盐添加剂。

与LiPF6相比，LiBF4的工作温度区间更宽，高温下稳定性更好且低温性能也较优。

LiBOBLiBOB具有较高的电导率、较宽的电化学窗口和良好的热稳定性。

其最大优点在于成膜性能，可直接参与SEI膜的形成。

LiDFOB结构上LiDFOB是由LiBOB和LiBF4各自半分子构成，综合了LiBOB成膜性好和LiBF4低温性能好的优点。

与LiBOB相比，LiDFOB在线性碳酸酯溶剂中具有更高溶解度，且电解液电导率也更高。

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 LiPF 6/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;LiPF 6/EC+DMC 与碳负极有良好的相容性;例如在Li x C 6/LiMnO 4电池中;以LiPF 6/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.. 2 电解液组成2.1有机溶剂有机溶剂是电解液的主体部分;电解液的性能与溶剂的性能密切相关..锂离子电池电解液中常用的溶剂有碳酸乙烯酯EC 、碳酸二乙酯DEC 、碳酸二甲酯DMC 、碳酸甲乙酯EMC 等;一般不使用碳酸丙烯酯PC 、乙二醇二甲醚DME 等主要用于锂一次电池的溶剂..PC 用于二次电池;与锂离子电池的石墨负极相容性很差;充放电过程中;PC 在石墨负极表面发生分解;同时引起石墨层的剥落;造成电池的循环性能下降..但在EC 或EC+DMC 复合电解液中能建立起稳定的SEI 膜..通常认为;EC 与一种链状碳酸酯的混合溶剂是锂离子电池优良的电解液;如EC+DMC 、EC+DEC 等..相同的电解质锂盐;如LiPF 6或者LiC104;PC+DME 体系对于中间相炭微球C-MCMB 材料总是表现出最差的充放电性能相对于EC+DEC 、EC+DMC 体系..但并不绝对;当PC 与相关的添加剂用于锂离子电池;有利于提高电池的低温性能..有机溶剂在使用前必须严格控制质量;如要求纯度在99.9%以上;水分含量必须达到10l0 -6以下..溶剂的纯度与稳定电压之间有密切联系纯度达标的有机溶剂的氧化电位在5V左右;有机溶剂的氧化电位对于研究防止电池过充、安全性有很大意义..严格控制有机溶剂的水分;对于配制合格电解液有着决定性影响..水分降至10l0-6之下; 能降低LiPF6的分解、减缓SEI膜的分解、防止气涨等..利用分子筛吸附、常压或减压精馏、通入惰性气体的方法;可以使水分含量达到要求..2.2 电解质锂盐LiPF6是最常用的电解质锂盐;是未来锂盐发展的方向..尽管实验室里也有用LiClO4、LiAsF6等作电解质;但因为使用LiC104的电池高温性能不好;再加之LiCl04本身受撞击容易爆炸;又是一种强氧化剂;用于电池中安全性不好;不适合锂离子电池的工业化大规模使用..LiPF6 对负极稳定;放电容量大;电导率高;内阻小;充放电速度快;但对水分和HF酸极其敏感;易于发生反应;只能在干燥气氛中操作如环境水分小于20x10 的手套箱内;且不耐高温;80℃～IO0℃发生分解反应;生成五氟化磷和氟化锂;提纯困难;因此配制电解液时应控制LiPF6溶解放热导致的自分解及溶剂的热分解..国内生产的LiPF百分含量一般能够达标;但是HF酸含量太高;无法直接用于配制电解液;须经提纯..过去LiPF6 依赖进口;但现在国内有一些厂家也能提供质量好的产品;如汕头市金光高科有限公司、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂等..国外生产的LiPF6 质量较好;配制成电解液;水分和HF酸含量稳定;电解液不会变粘发红..2.3添加剂添加剂的种类繁多;不同的锂离子电池生产厂家对电池的用途、性能要求不一;所选择的添加剂的侧重点也存在差异..一般来说;所用的添加剂主要有三方面的作用：1电解液中加入苯甲醚改善SEI 膜的性能在锂离子电池电解液中加入苯甲醚或其卤代衍生物;能够改善电池的循环性能;减少电池的不可逆容量损失..黄文煌对其机理做了研究;发现苯甲醚与溶剂的还原产物发生反应;生成的LiOCH;利于电极表面形成高效稳定的SEI 膜;从而改善电池的循环性能 ..电池的放电平台能够衡量电池在3.6V 以上所能释放的能量;一定程度上反映电池的大电流放电特性..在实际操作中;我们发现;向电解液中加入苯甲醚;能够延长电池的放电平台;提高电池的放电容量..2加入金属氧化物降低电解液中的微量水和HF 酸如前所述;锂离子电池对电解液中的水和酸要求非常严格..碳化二亚胺类化合物能阻止LiPF 6水解成酸;另外;一些金属氧化物如Al 2O 3;、MgO 、BaO 、Li 2CO 3、CaCO 3等被用来清除HF..但是相对于LiPF 6的水解而言除酸速度太慢;而且难于滤除干净..在锂电池电解液中Li 、P 、F 三种元素含量总和为96.3%;其他主要杂质元素Fe 、K 、Na 、CI 、A1等含量总和为0.055%..3防止过充电、过放电电池生产厂家对电池耐过充放性能的要求非常迫切..传统防过充电通过电池内部的保护电路;现在希望向电解液中加入添加剂;如咪唑钠圈、联苯类、咔唑类等化合物;该类化合物正处于研究阶段..3锂离子电池电解液种类3.1液体电解液电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大;它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解;具有较高的离子导电率> 10-3 S/cm ;而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐它们..由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂;所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水..但有机物离子导电率都不好;所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率..目前锂离子电池主要是用液态电解质;其溶剂为无水有机物如EC 、PC 、DMC 、DEC;多数采用混合溶剂;如EC/DMC 和PC/DMC 等..导电盐有LiClO 4、LiPF 6、LiBF 6、LiAsF 6等;它们导电率大小依次为LiAsF 6> LiPF 6> LiClO 4>LiBF 6..LiClO 4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题;一般只局限于实验研究中；LiAsF 6离子导电率较高易纯化且稳定性较好;但含有有毒的As;使用受到限制；LiBF 6化学及热稳定性不好且导电率不高;虽然LiPF 6会发生分解反应;但具有较高的离子导电率;因此目前锂离子电池基本上是使用L iPF 6..目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用LiPF 6 的EC/DMC;它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性..3. 2固体电解液用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量;其理论容量高达3862mAh·g-1;是石墨材料的十几倍;价格也较低;被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料;但会产生枝晶锂..采用固体电解质作为离子的传导可抑制枝晶锂的生长;使得金属锂用作阳极材料成为可能..此外使用固体电解质可避免液态电解液漏液的缺点;还可把电池做成更薄厚度仅为0.1mm 、能量密度更高、体积更小的高能电池..破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高;经钉穿、加热200℃、短路和过充600% 等破坏性实验;液态电解质锂离子电池会发生漏液、爆炸等安全性问题;而固态电池除内温略有升高外<20℃并无任何其它安全性问题出现..固体聚合物电解质具有良好的柔韧性、成膜性、稳定性、成本低等特点;既可作为正负电极间隔膜用又可作为传递离子的电解质用..固体聚合物电解质一般可分为干形固体聚合物电解质SPE和凝胶聚合物电解质GPE..SPE 固体聚合物电解质主要还是基于聚氧化乙烯PEO;其缺点是离子导电率较低;在100℃下只能达到10-40cm..在SPE 中离子传导主要是发生在无定形区;借助聚合物链的移动进行传递迁移..PEO容易结晶是由于其分子链的高规整性;而晶形化会降低离子导电率..因此要想提高离子导电率一方面可通过降低聚合物的结晶度;提高链的可移动性;另一方面可通过提高导电盐在聚合物中的溶解度..利用接枝、嵌段、交联、共聚等手段来破坏高聚物的结晶性能;可明显地提高其离子导电率..此外加入无机复合盐也能提高离子导电率..在固体聚合物电解质中加入高介电常数低相对分子质量的液态有机溶剂如PC 则可大大提高导电盐的溶解度;所构成的电解质即为GPE 凝胶聚合物电解质;它在室温下具有很高的离子导电率;但在使用过程中会发生析液而失效..凝胶聚合物锂离子电池已经商品化..4 锂离子电池电解液具备条件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10-3～210-3S/cm；锂离子迁移数应接近于1；2电化学稳定的电位范围宽；必须有0～5V的电化学稳定窗口；3热稳定好;使用温度范围宽；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：LiAsF 6>LiBF 4>LiPF 6耐氧化性：LiAsF 6≥LiPF 6≥LiBF 4>LiClO 4LiAsF 6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..目前最常用的是LiPF6..5全球锂离子电池电解液发展现状近年来;全球锂离子电池电解液产业发展平稳;市场主要集中于日本宇部公司和ECOPRO 韩国第一毛织城公司;两家公司大约占全球市场份额的50%..排在其后的企业依次为：三菱化学、富山化学、三井化学、岸田化学、张家港国泰荣华及其他企业..国产电解液是从2002年进入市场逐步取代进口产品的;通过不断改进和提高;产品质量已达到国际先进水平..目前国内电池生产商电解液配套已基本实现国产化;只有少部分使用进口电解液..国内生产电解液的主要单位有江苏国泰002091旗下国泰荣华、天津金牛、东莞杉杉、汕头金光、珠海赛纬电子、广州天赐、北京创亚化工公司等10余家..年生产能力都在千吨级以上;涉及高、中、低端各个市场;可满足我国锂离子电池生产的需要;并有部分出口..表1：国内电解液主要生产企业6电解液的处理技术一、液氮条件下回收电解液童东革在锂电池回收过程中处理电解液采用碳酸丙烯酯PC回收电解质；PC的脱出速率最大;2 h后可将电解质完全脱出..为了避免发生火灾和爆炸;在液氮保护下;将废电池切开;取出活性物质..将活性物质置于PC 等电解质溶剂中浸泡一段时间;以浸出电解质;然后在惰性气氛中过滤.. PC可回收;重复使用多次..回收的电解质根据情况进行纯化;回收LiPF6..二、高温热解挥发电解液现阶段大多实验研究对电解液的重视不够;采用高温热解或焙烧锂电池;由于电解液的热解温度较低180°C左右;任由电解液自由分解挥发;电解液在热解过程中生成HF;LiF等有毒气体;在大规模锂电池回收过程中;需要加大对尾气的二次处理..三、碱溶液处理赵东江等采用稀碱水浸泡单体电池;电解液生成的 HF 会发生如下反应：HF + NaOH → NaF + H2O;再对电池进行粉碎处理;此种处理方法可以有效减少 HF 的产生;但是不能实现含氟电解液的回收..四、NMP处理电解液M. J. Lain认为:液态的电解液分散吸附于电极和隔膜的空隙中;因此;可选择适当的溶剂乙腈、N-甲基吡咯烷酮 NMP 在 50 ℃时浸出;将固形物与溶剂分离后;通过减压蒸馏回收循环利用溶剂;剩余的则是纯电解质..减压蒸馏的溶剂;沸点应低于电解质锂盐的分解温度约 80 ℃ ;并且应当是无水操作..按此种方法可以以经济环保的手段;获取电解液最大的回收价值..。

电解液知识培训讲解

二、电解质锂盐
合适的电解质锂盐必须具有以下条件： 1、热稳定性好，不易发生分解； 2、溶液的离子电导率高； 3、化学稳定性好，既不与溶剂、电极材料发生反应。 4、电化学稳定性好，阴离子的氧化电位高而还原电位低，
具有较宽的化学窗口。 5、分子量低，在适当的溶剂中具有较好的溶解性； 6、使锂在正、负极材料中的嵌入量高和可逆性好等； 7、成本低等
锂离子电池阻燃添加剂的作用机理：自由基捕获机制
低沸点的有机阻燃剂如三甲基磷酸酯[简称TMP]，在受热的情况下首先气化：
TMP(l).→ TMP(g) (1) 气态TMP 分子受热分解释放出阻燃自由基(如P·自由基)：
TMP(g) .→ P· (2) 生成的阻燃自由基有捕获体系中氢自由基的能力：
P·＋ H·.→ PH (3) 从而阻止碳氢化合物燃烧或爆炸的链式反应的发生。

无机锂盐
无机阴离子锂盐主要包括LiClO4 、LiBF4 、
LiPF6 、LiAsF6 。LiClO4 是一种强氧化剂, 加入有机溶剂中容易发生爆炸,出于安全考虑, 在工业上不使用,仍作为实验室研究用。 LiAsF6 不易分解，但由于砷毒性问题而被限制使用。 LiBF4导电性能及循环差，而不被应用。 LiPF6易吸水，不稳定，在溶液中分解产生微量LIF及PF5，但由于其电导率高，在商业上广泛应用。
中性配体：主要是一些富电子基团键合缺电子原子N 或B
形成的化合物，如氮杂醚类和烷基硼类。在电解液中使用这类添加剂可以通过对电解质离子的配合作用同时提高电解液中阴、阳离子的导电性，对电解液电导率的提高效果因而非常明显。
4、阻燃添加剂
阻燃添加剂作用：使易燃有机电解液变成难燃或不可燃的电解液，降低电池放热值和电池自热率，同时也增加电解液自身的热稳定性，避免电池在过热条件下的燃烧或爆炸。

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。

电解液培训PPT讲稿

高温（ 45℃ ）、循环
LE-3501M系列性能良好
4 圆柱磷酸铁锂
过充
LE- 3501B01
满足圆柱过充（3C， 10V）的要求
一、按应用领域分类
序
类别
号
倍率型
动力 5电池
锰酸锂磷酸铁锂
产品型号 LE-3501
LE-16
LE- 41系列 LE-3508 LE-35系列
应用领域
多应用于电动工具
一①E、C：锂极性离溶子剂，电溶池解锂用盐电并具解有液成膜基作本用，常系识必不可少组分。 ②DMC：弱极性溶剂，黏度低，有利于电导率的增加，
多用于倍率型及要求浸润性好的电解液。 ③EMC：易少量分解成DMC、DEC，与EC搭配多用于铝
壳电池。 ④DEC：沸点高，与EMC、PC混用，多用于高温型电解
10.5±0.2
适合软包、铝壳锂离子
电池（85℃4h,鼓胀
LE-13408
EC/DEC/EMC LiPF6 添加剂
1.22±0.03
9.2±0.2
<5% ）
二、按功能分类
技术指标
型号
体系
密度 (20℃) (g/cm3)
电导率(25℃) (ms/cm)
性能
倍率 LE-3501 型
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
一、锂离子电池用电解液基本常识
一、锂离1子.2常电用池锂用盐电介解绍液基本常识
电解液常用锂盐有LiPF6、LiClO4、 LiAsF6、LiBF4等。
1.2.1LiPF6的相关知识 LiPF6容易跟水反应，主要评价锂盐的指标有：酸度、不溶物、金属离子
含量等。
一、锂离子1.2电添池加用剂电介绍解液基本常识

《锂离子电池电解液》课件

组成
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

锂电池电解液培训资料PPT(共 30张)

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
在PC 基电解液中加入10%的1,2-三氟乙酸基乙烷[1,2-bis(trifluoracetoxy)-ethane, 简称BTE]后，电极在1.75V(vs.Li/Li+)发生成膜反应，可有效抑制PC 溶剂分子的还原共插反应，并允许锂可逆地嵌入与脱嵌，提高碳负极的循环效率。氯甲酸甲酯、溴代丁内酯的使用也可以使碳负极的不可逆容量降低60%以上。
乙酰胺及其衍生物和含氮芳香杂环化合物，如对二氮(杂)苯与间二氮(杂)苯及其衍生物[26]等具有相对较大的分子量可避免配体的共插，在有机电解液中添加适量的这类物质，能够明显改善电池性能；

锂离子电池电解液知识课件

性能指标
评价电解液性能的主要指标包括电导率、稳定性、闪点、粘度等。其中，电导率决定了离子传输的速度和效率，稳定性则关乎电池的安全性能和使用寿命。
02
离子池解液
锂离子电池电解液的特性与要求
特性
高电导率、稳定性好、低黏度、低蒸发率、低凝固点等。
具有良好的化学和电化学稳定性，能够传递锂离子，并且对电极材料无腐蚀作用。
VS
遵守法规
生产和使用锂离子电池电解液应遵守相关法规和标准，确保其安全、环保和质量可靠。
04
解液的市与景
电解液的市场需求与规模
市场需求
随着电动汽车、移动设备等领域的快速发展，对锂离子电池的需求持续增长，进而带动电解液市场的需求。
市场规模
全球电解液市场规模不断扩大，预计未来几年将继续保持增长态势。
锂离子电池电解液的种类与优缺点
01
02
03
种类
锂盐电解液、有机溶剂电解液、固态电解质等。
优点
高能量密度、长寿命、环保等。
缺点
易燃易爆、对温度敏感、成本高等。
锂离子电池电解液的应用与发展趋势
应用
手机、笔记本电脑、电动汽车、储能系统等。
发展趋势
提高能量密度和安全性、降低成本、开发新型电解质材料等。
电解液的毒性
锂离子电池电解液含有有机溶剂和电解质盐，对人体和环境有一定的毒性。
处理方法
应按照相关规定和标准处理废弃的电解液，避免随意排放和丢弃；同时，应积极研发环保型的电解液，降低对环境的危害。
电解液的安全与环保标准及法规
国际和国内标准
国际电工委员会（IEC）、美国保险商试验所（UL）等国际机构以及中国、欧盟等国家和地区都制定了关于锂离子电池电解液的安全和环保标准及法规。

技术培训-电解液

1.1*10-5
6.7*10-6
20℃［(mol/l)-2s-1］
8.5*10-5
4.4*10-5
4.0*10-5
1.6*10-5
30℃［(mol/l)-2s-1］
2.2*10-4
1.6*10-4
7.8*10-5
6.7*10-5
20µL水在不同体系50H后的对比
Density of electrolyt e(g/l) Density after addition of 20µl of water Change of desity in 50h after water added(%) 0.285 0.096 0.406 0.367
有机成膜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。这类添加剂借助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电子能力，使添加剂在较高的电位条件下还原并有效钝化电极表面卤代EC、三氟乙基膦酸[tris(2,2,2trifluoroethyl)phosphite, 简称TTFP]、氯甲酸甲酯、溴代丁内酯及氟代乙酸基乙烷等都是这类添加剂[23~25]。在PC 基电解液中加入10%的1,2-三氟乙酸基乙烷[1,2-bis(trifluoracetoxy)-ethane, 简称BTE]后，电极在1.75V(vs.Li/Li+)发生成膜反应，可有效抑制PC 溶剂分子的还原共插反应，并允许锂可逆地嵌入与脱嵌，提高碳负极的循环效率。氯甲酸甲酯、溴代丁内酯的使用也可以使碳负极的不可逆容量降低60%以上。
低沸点的有机阻燃剂[33~35]如三甲基磷酸酯(trimethyl phosphate，简称TMP)，在受热的情况下首先气化： TMP(l)⎯→ TMP(g) ⎯ (1) 气态TMP 分子受热分解释放出阻燃自由基(如P·自由基)： TMP(g) ⎯→ P· (2) 生成的阻燃自由基有捕获体系中氢自由基的能力： P·＋ H·⎯→ PH (3) 从而阻止碳氢化合物燃烧或爆炸的链式反应的发生。

电解液基础知识培训资料.

电解液知识培训电解液知识讲座一、溶剂二、电解质锂盐三、添加剂四、电解液与电池电化学性能关系1、溶剂的一些基本性能J _______。

介电常数：锂离子电池中使用的有机溶剂多以极性非质子溶剂为主，该溶剂不与锂反应，为保证锂盐的溶解和离子传导，溶剂必须有足够大的极性，只有介电常数足够高的溶剂，才能降低正负离子之间强烈的静电吸引作用，使离子对能离解为溶剂化的自由离子。

极性可由介电常数或偶极矩表示，这些影响溶剂与溶质之间的静电作用。

I •:•闪点：可燃液体能挥发变成蒸气，跑入空气中。

温度升高，挥发加快。

当挥发的蒸气和空气的混合物) 与火源接触能够闪出火花时，把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃，把发生闪燃的最地温度叫做闪点。

从消防观点来说，液体闪点就是可能引起火灾的最低/ 温度。

)1・1溶剂选择作为最佳电解液溶剂，必须尽可能满足下列要求。

•:•⑴熔点低、沸点高、蒸汽压低，从而使工作温度范围宽• 3相对介电常数高电，黏度低，从而使导率咼。

•但是上述的两个方面基本是相互冲突的。

如EC、PC 沸点越高，黏度就越大。

所以电解液通常就采用混合溶剂来弥补各组分的缺点。

像EC、PC极性高，相对介电常数大，黏度大的溶剂，就和DEC、DMC、EMC等极性小、相对介电常数低、黏度小的溶剂混合。

2、典型几种溶剂一、碳酸酯主要包括：1、环状碳酸酯：碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）等2、链状碳酸酯：（碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）等。

碳酸丙烯酯（PC）•:•碳酸内烯酯（PC）较早的使用在商业电池中。

与二甲氧基乙烷（DME）等量混合仍是一次锂电池的代表性溶剂。

PC用于二次电池与电池负极相溶性较差，在碳负极形成SEI膜（固体电解质膜）之前，随着锂共插入石墨层,导致石墨层发生剥离，循环性能下降。

碳酸乙烯酯（EC）碳酸乙烯酯（EC）,由于其在高度石墨化碳材料表面不发生分解及良好的成膜作用，因此绝大部分液体电解液均以其为主成分。

电解液培训

满足高温（60℃-80℃）循环、存储的要求
一、按应用领域分类
序号类别人造石墨普通、循环天然石墨产品型号功能特点
LE-16 LE-1601
容量发挥充分，循环好
3
软包
钴酸锂
满足铝塑电池高温（ 85℃， 4h ）存储的要求，容量发挥充分
人造石墨
高温
LE-28BK01 LE-13408
电导率(25℃) (ms/cm)
性能
EC/DEC/PC LiPF6 添加剂
EC/DEC/PC LiPF6 添加剂 EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂 EC/DEC/EMC LiPF6 添加剂
7.6±0.2
适合软包锂离子电池（85 ℃ ，4h，鼓胀 <5% ）
多应用于铝壳锂离子电池（75 ℃ ，24h，鼓胀<5% ）适合软包、铝壳锂离子电池（85℃4h,鼓胀 <5% ）
11±0.2
适合圆柱、铝壳，满足10C-15C放电要求多用于圆柱，满足 15C放电的要求大倍率电解液，满足20C-40C倍率放电，同时兼顾低温放电的要求。
LE-41系列
\
\
二、按功能分类
技术指标型号安全型 LE-18 EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂体系密度 (20℃) (g/cm3) 电导率 (25℃) (ms/cm) 性能
适用于圆柱电池，高温、倍率性能良好
LE-41系列
EC/DMC/EA LiPF6 添加剂
\
11.9
满足大倍率（20C-40C）放电的需求
三、客户沟通
1、客户电池类型（铝壳、圆柱、软包等） 2、正负极材料类型 3、需达到的功能要求 ①、普通要求（循环、容量发挥） ②、高温要求（高温存储？、高温循环？） ③、低温要求（-5、-10、-20？） ④、倍率要求（充放电倍率？循环？） ⑤、安全要求（过充、热冲击、针刺） ⑥、其它要求（浸润性、气味、腐蚀性）

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。