锂离子电池电解液精品PPT课件
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锂离子电池电解液
固态电解液
凝胶电解液
• 以固态溶剂为溶剂的电解液，具有较好的热稳定性和电
• 以凝胶态溶剂为溶剂的电解液，具有较好的粘度和机械
化学稳定性，可以提高电池的安全性
强度，可以提高电池的循环稳定性和安全性
• 固态电解液的优点是热稳定性和电化学稳定性好，但导
• 凝胶电解液的优点是热稳定性和电化学稳定性好，且导
电性较差，导致电池内阻较大
的优点，提高电池的性能
• 凝胶-液体混合电解液的优点是导电性好、热稳定性和电化学稳定性好，且制备工
艺较简单，成本较低
03
锂离子电池电解液的制备方法与工艺
有机电解液的制备方法与工艺
溶胶-凝胶法
溶液混合法
• 将锂盐、溶剂和添加剂混合均匀，形成溶胶状，然后经
• 将锂盐、溶剂和添加剂分别溶解在各自的溶剂中，然后
CREATE TOGETHER
DOCS SMART CREATE
锂离子电池电解液研究进展
DOCS
01
锂离子电池电解液的基本组成与性质
锂离子电池电解液的主要成分及其作用
锂盐
• 锂离子电池电解液的主要组成部分，影响电解液的导电性能和锂离
子传输效率
• 常用的锂盐有LiPF6、LiBF4、LiClO4等，其中LiPF6因其高导电性
和稳定性而得到广泛应用
溶剂
• 锂离子电池电解液的溶剂要求具有较高的介电常数、良好的化学稳定
性和较低的粘度
• 常用的溶剂有EC（碳酸乙烯酯）、DMC（碳酸二甲酯）、DEC（碳
酸二乙酯）等，不同溶剂的组合可以调整电解液的性能
⌛️
添加剂
• 添加剂可以改善电解液的性能，提高电池的循环稳定性、安全性和倍
锂离子电池电解液的溶质、有机溶剂、添加剂的研究PPT精选文档
因此必须通过添加剂对锂离 子电池进行过充电保护，提 高其使用的安全性。根据不 同的防过充作用机理，常用 的防过充添加剂可分为氧化 还原添加剂、电聚合添加剂 2类。
17
2一甲氧基萘用作锂离子电池过充保护添加剂
采用2一甲氧基萘作为过充保护添加剂，研究了其对磷酸铁锂电池首次充 放电性能 、常温循环性能和过充性能的影响。
图l为分别含 0％、2％、5％、7％2一甲氧基萘添加剂的锂离子电池以
0.05C的电流恒流充电4h，电压上限为3.65V，再用 0.1C的电流再次恒流充电
4h，电压上限为3.65V的电压／容量曲线；开始充电时电压瞬间升至2.25V，然
后上升趋势减缓，出现了一个短暂的小平台，平台结束后，电压瞬间升高至
3.1V，之后电压升势变缓，最终完成充电。
草酸根的五元环发生开环反应形成CO-COOH基团。此开环反应在电池 首次循环中会形成1.5V的充电平台， 造成首次充放电效率降低。
（5）在低温下的循环性能和倍率 性能较好；
（6）热稳定性良好，分解温度高；
（7）易溶解于线形碳酸脂中，所 形成的电解液具有更低的黏度和更 高的润湿性。
8
03 PART THREE
18
2一甲氧基萘用作锂离子电池过充保护添加剂
19
2一甲氧基萘用作锂离子电池过充保护添加剂
本文采用了2一甲氧基萘作为 锂离子电池的添加剂，研究了其 对磷酸铁锂电池电化学性能和耐 过充性能的影响。结果表明添加 5％的 2-甲氧基萘对改善锂离子 电池的耐过充性能具有一定的效 果，同时对电池的电化学性能没 有影响。
02 PART TWO
对锂离子电池电解质溶质的研究
4
电解质溶质需要满足以下几点要求:
（1）溶质需要能够完全的溶解在非水溶剂中，并且溶解后的电解液中的 离子(特别是锂离子)需要有足够大的迁移速率。
锂电池电解液详解PPT课件
第5页/共52页
2. 2 锂盐
分类 无机阴离子盐
有机阴离子盐
分子式
LiPF6
LiBF4 LiClO4 LiAsF6 LiCF3SO3，LiN(C2F5SO2)2, LiC(CF3SO2)3 LiN(CF3SO2)2等
LiPF3(C2F5)3, Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N等 LiBOB 等
3.1 电解液离子传输性 质
离子电导率
Nei Zi ciui
Ui
Z i ei
6 ri
U i :离子的迁移率
ci :离子浓度
:粘度
r :离子半径
关注要素：
锂盐的解离能力 电解液的溶剂化能力 体系的粘度
力
离子的溶剂化自由能
溶剂介电常数越高，锂离子与阴离子间距 离越大，它们相互作用力就越弱， 越容易解离，自由锂离子数就越多
有机溶剂的溶剂化能力
溶剂对离子的溶剂化的影响被人定义为DN（donicity number） 和AN（Acceptor Number)两个参数，DN值是指在
1,2－二氯乙烷中按照下式反应的焓的变化值( H,kJ / mol )
第29页/共52页
电解液电导 率
LiPF6在一元溶剂中的电导率
1MLiPF6的不用溶剂体系的电导率
使用方法和注意事项
1. 作业场所保持空气干燥和通风良好。 2. 吸湿性强，干燥环境下（水份小于20ppm）打开使用。 3. 易燃，严禁一切明火，防高温，防静电。 4. 操作中安全防护措施要齐全，一旦沾染，即刻用大量
清水冲洗。
第45页/共52页
贮存及运输条件
应处于干燥通风的环境中，避免曝晒、雨淋，严禁烟火。
用量少，见效快
特点：
2. 2 锂盐
分类 无机阴离子盐
有机阴离子盐
分子式
LiPF6
LiBF4 LiClO4 LiAsF6 LiCF3SO3，LiN(C2F5SO2)2, LiC(CF3SO2)3 LiN(CF3SO2)2等
LiPF3(C2F5)3, Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N等 LiBOB 等
3.1 电解液离子传输性 质
离子电导率
Nei Zi ciui
Ui
Z i ei
6 ri
U i :离子的迁移率
ci :离子浓度
:粘度
r :离子半径
关注要素：
锂盐的解离能力 电解液的溶剂化能力 体系的粘度
力
离子的溶剂化自由能
溶剂介电常数越高，锂离子与阴离子间距 离越大，它们相互作用力就越弱， 越容易解离，自由锂离子数就越多
有机溶剂的溶剂化能力
溶剂对离子的溶剂化的影响被人定义为DN（donicity number） 和AN（Acceptor Number)两个参数，DN值是指在
1,2－二氯乙烷中按照下式反应的焓的变化值( H,kJ / mol )
第29页/共52页
电解液电导 率
LiPF6在一元溶剂中的电导率
1MLiPF6的不用溶剂体系的电导率
使用方法和注意事项
1. 作业场所保持空气干燥和通风良好。 2. 吸湿性强，干燥环境下（水份小于20ppm）打开使用。 3. 易燃，严禁一切明火，防高温，防静电。 4. 操作中安全防护措施要齐全，一旦沾染，即刻用大量
清水冲洗。
第45页/共52页
贮存及运输条件
应处于干燥通风的环境中，避免曝晒、雨淋，严禁烟火。
用量少，见效快
特点：
电解液培训课件
第二十页，共25页幻灯片
二、按功能分类
型号
安
全
LE-18
型
体系
技术指标
密度 (20℃) (g/cm3)
电导率 (25℃)
(ms/cm)
性能
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
1.20±0.03
9.6±0.2
多应用于铝壳、软包 电池，满足3C，10V 的过充要求
LE-3501B01
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
性能
1.20±0.03 1.20±0.03
7.6±0.2 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% ）
液 LE-16FH01 LE-13408
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
1.23±0.03
EC/DEC/EMC LiPF6 添加剂
关于电解液培训
第一页，共25页幻灯片
锂离子电池用电解液知识培训
一、锂离子电池用电解液基本常识
二、我司电解液产品介绍 三、客户沟通方面（针对电解液）
第二页，共25页幻灯片
一、锂离子电池用电解液基本常识
1、电解液的成分
锂离子电池用电解液主要由有机溶剂、锂盐、 添加剂等成分组成。
1.1常用溶剂介绍 常用到的电解液溶剂有EC、DMC、EMC、
第二十四页，共25页幻灯片
第二十五页，共25页幻灯片
DEC、PC等。
第三页，共25页幻灯片
一、锂离子电池用电解液基本常识
第四页，共25页幻灯片
一、锂离子电池用电解液基本常识
1.2常用锂盐介绍
电解液常用锂盐有LiPF6、LiClO4、LiAsF6、
【锂电池 专家课件】锂电池电解液综述
• 目前,提高LiBOB 溶解度的途径主要有两条: • ①寻找合适的溶剂配比,使锂盐既易溶解,又不会使溶液黏度过大; • ②改变提纯时的析晶温度,使晶粒尽可能细。根据结晶学原理,析晶温度
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。
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。
锂电池电解液介绍PPT课件
第7页/共50页
灌装
经搅拌均匀、检测合格的液体电解液在氩气 环境下被灌入电解液包装桶，进行编号，最 终进入仓库等待出厂。 由于电解液自身的物理、化学性质等因素， 入库的电解液应在短时间内使用，防止环境 等因素导致电解液的变质
第8页/共50页
电解液的组成
第9页/共50页
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。
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
第11页/共50页
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
第42页/共50页
正极/电解液界面的化学作用
3.电解液中的导电锂盐参与正极表面成膜反应 LiPF6为溶质的电解液中，LiF和不同的氟化磷酸锂盐等组分 是正极表面膜的重要化学成分，这些锂盐分解的产物中LiF 的含量最高，主要是由于电解质锂盐分解出HF，HF与电 极表面固有的Li2CO3发生化学作用生成LiF的结果 4.其他作用 除电解液参与正极表面膜的形成外，正极材料自身的不稳 定性也对表面膜的形成有贡献。例如，锰酸锂在电化学过 程中的歧化反应引起二价锰的溶解，溶解的二价锰可以在 电极表面与电解液中的痕量HF反应生成MnF2，成为正极表 面膜的组分
第38页/共50页
电流密度对SEI膜的稳定性影响
由于各种离子的扩散速度不同和离子 迁移数不同，碳负极表面的电解液组 分还原分解实际上是多种反应竞争的 结果，所以在不同的电流密度下进行 电化学反应主体形式不同，导致膜的 组成不同。研究表明，电流密度对膜 的厚度影响不大，但是对膜的组成可 以显著改变
灌装
经搅拌均匀、检测合格的液体电解液在氩气 环境下被灌入电解液包装桶，进行编号，最 终进入仓库等待出厂。 由于电解液自身的物理、化学性质等因素， 入库的电解液应在短时间内使用，防止环境 等因素导致电解液的变质
第8页/共50页
电解液的组成
第9页/共50页
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。
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
第11页/共50页
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
第42页/共50页
正极/电解液界面的化学作用
3.电解液中的导电锂盐参与正极表面成膜反应 LiPF6为溶质的电解液中，LiF和不同的氟化磷酸锂盐等组分 是正极表面膜的重要化学成分，这些锂盐分解的产物中LiF 的含量最高，主要是由于电解质锂盐分解出HF，HF与电 极表面固有的Li2CO3发生化学作用生成LiF的结果 4.其他作用 除电解液参与正极表面膜的形成外，正极材料自身的不稳 定性也对表面膜的形成有贡献。例如，锰酸锂在电化学过 程中的歧化反应引起二价锰的溶解，溶解的二价锰可以在 电极表面与电解液中的痕量HF反应生成MnF2，成为正极表 面膜的组分
第38页/共50页
电流密度对SEI膜的稳定性影响
由于各种离子的扩散速度不同和离子 迁移数不同，碳负极表面的电解液组 分还原分解实际上是多种反应竞争的 结果，所以在不同的电流密度下进行 电化学反应主体形式不同，导致膜的 组成不同。研究表明，电流密度对膜 的厚度影响不大，但是对膜的组成可 以显著改变
【可编辑全文】锂离子电池--ppt课件
根据内部材料的不同，动力锂离子电池相应地分为 液态动力锂离子电池和聚合物锂离子动力电池两种， 统称为动力锂离子电池。
ppt课件
21
高性能锂离子电池
为了突破传统锂电池的储电瓶颈，研制一种能在 很小的储电单元内储存更多电力的全新铁碳储电 材料很有必要。但是此前这种材料的明显缺点是 充电周期不稳定，在电池多次充放电后储电能力 明显下降。
可充电锂离子电池是目前手机、笔记 本电脑等现代数码产品中应用最广泛的 电池，但不可过充、过放(会损坏电池或 使之报废)。
因此，在电池上有保护元器件或保护电 路以防止昂贵的电池损坏。
ppt课件
16
主要优点
1）电压高 单体电池的工作电压高达 3.7~3.8V
2）比能量大 目前能达到的实际比能量 为555Wh/kg左右
锂离子电池
The Magic Batteries
ppt课件
1
目录
工作原理 主要结构 电池种类 主要优点 应用前景 未来研究方向
ppt课件
2
工作原理
锂离子电池是指以锂 离子嵌入化合物为正 极材料电池的总称。
以碳素材料为负极， 含锂的化合物为正极。
锂离子电池的充放电 过程，就是锂离子的 嵌入和脱嵌过程。
充电前
充电后
ppt课件
11
碳负极材料
碳材料是目前最为理想的锂离子电池负极材料，嵌锂碳材 料可用LixC6表示，当X=1时达到最高的理论嵌锂量，理 论比容量为372 mAh/g。石墨和中间相碳微球（MCMB） 是实际应用最广泛的两类碳材料。
石墨
碳微球
ppt课件
12
电解液
有机溶剂： 乙烯碳酸酯（EC） 丙烯碳酸酯（PC） 碳酸二甲酯（DMC） 碳酸二乙酯（DEC）
ppt课件
21
高性能锂离子电池
为了突破传统锂电池的储电瓶颈，研制一种能在 很小的储电单元内储存更多电力的全新铁碳储电 材料很有必要。但是此前这种材料的明显缺点是 充电周期不稳定，在电池多次充放电后储电能力 明显下降。
可充电锂离子电池是目前手机、笔记 本电脑等现代数码产品中应用最广泛的 电池，但不可过充、过放(会损坏电池或 使之报废)。
因此，在电池上有保护元器件或保护电 路以防止昂贵的电池损坏。
ppt课件
16
主要优点
1）电压高 单体电池的工作电压高达 3.7~3.8V
2）比能量大 目前能达到的实际比能量 为555Wh/kg左右
锂离子电池
The Magic Batteries
ppt课件
1
目录
工作原理 主要结构 电池种类 主要优点 应用前景 未来研究方向
ppt课件
2
工作原理
锂离子电池是指以锂 离子嵌入化合物为正 极材料电池的总称。
以碳素材料为负极， 含锂的化合物为正极。
锂离子电池的充放电 过程，就是锂离子的 嵌入和脱嵌过程。
充电前
充电后
ppt课件
11
碳负极材料
碳材料是目前最为理想的锂离子电池负极材料，嵌锂碳材 料可用LixC6表示，当X=1时达到最高的理论嵌锂量，理 论比容量为372 mAh/g。石墨和中间相碳微球（MCMB） 是实际应用最广泛的两类碳材料。
石墨
碳微球
ppt课件
12
电解液
有机溶剂： 乙烯碳酸酯（EC） 丙烯碳酸酯（PC） 碳酸二甲酯（DMC） 碳酸二乙酯（DEC）
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
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ppt课件.ppt
由于他所作出的卓越贡献，他于1971年被电化学会授予青年作家奖， 于2004年被授予电池研究奖，并且被推举为会员。
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
锂离子电池的产生
20世纪80年代末，日本Sony公司 提出者
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
锂离子电池：炭材料锂电池 后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正
极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就 是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成， 生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构， 它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂 离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用 电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正 极的锂离子越多，放电容量越高。 目前所说的锂离子电池通常为锂二次电池。
电池的容量
电池的容量有额定容量和实际容量 之分。锂离子电池规定在常温、恒流 (1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下， 充电3h、再以0.2C放电至2.75V时，所 放出的电量为其额定容量。 电池的实际 容量是指电池在一定的放电条件下所放 出的实际电量，主要受放电倍率和温度 的影响（故严格来讲，电池容量应指明 充放电条件）。
1.1977年，首次发现并提出石墨嵌锂化合物 作为二次电池的电极材料。在此基础上，于 1980年首次提出“摇椅式电池”（Rocking Chair Batteries）概念，成功解决了锂负 极材料的安全性问题。
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
锂离子电池的产生
20世纪80年代末，日本Sony公司 提出者
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
锂离子电池：炭材料锂电池 后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正
极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就 是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成， 生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构， 它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂 离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用 电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正 极的锂离子越多，放电容量越高。 目前所说的锂离子电池通常为锂二次电池。
电池的容量
电池的容量有额定容量和实际容量 之分。锂离子电池规定在常温、恒流 (1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下， 充电3h、再以0.2C放电至2.75V时，所 放出的电量为其额定容量。 电池的实际 容量是指电池在一定的放电条件下所放 出的实际电量，主要受放电倍率和温度 的影响（故严格来讲，电池容量应指明 充放电条件）。
1.1977年，首次发现并提出石墨嵌锂化合物 作为二次电池的电极材料。在此基础上，于 1980年首次提出“摇椅式电池”（Rocking Chair Batteries）概念，成功解决了锂负 极材料的安全性问题。
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；
锂离子电池电解液的溶质、有机溶剂、添加剂的研究ppt课件
（2）锂盐有较好的热稳定性和电化学稳定性；
( 3 ) 阴离子在阴极表面需要有不会发生氧化分解，有足够的稳定性；
( 4 ) 阴离子不能够和电解液中的溶剂发生反应；
( 5 ) 不管是阴离子还是阳离子在整个电池中保持惰性，不和电池中其它组 成部分，例如:电池隔膜、电极材料、电池包装材料发生反应；
（6）阳离子应该是无毒的，并且不会和溶剂或者其他电池成分发生反应。
改善电解液 热稳定性添
加剂
16
过充保护添加剂
原因：当锂离子电池体系过 充电时，由于电池内部电压 随极化增大而迅速升高，从 而引发正极活性物质结构的 不可逆变化及电解液的氧化 分解反应，则负极会发生过 多的锂沉积，这将导致负极 材料结构的破坏，在短时间 内电池内部产生大量气体并 放出大量的热量，使得电池 的内压和温度迅速上升，进 而会引起电解液的燃烧甚至 电池的爆炸等不安全隐患。
锂离子电池电解液按照相态一般分为液态电解液，聚合物固态电解液和 凝胶聚合物固液复合电解液，虽然聚合物固态和凝胶聚合物固液复合电解液 的安全性有一定的提高，但是它们致命的缺陷是电解液的离子电导率偏低， 导致电池的大电流放电差。
目前商业化的锂离子电池用的电解液由锂盐，有机溶剂和添加剂组成。
理想的锂离子电池电解液需满足以下条件：
碳酸乙烯酯具有较高 的介电常数，它的主 要分解产物能在石墨 表面形成有效、致密 和稳定的 SEI 膜，目 前已成为大多数有机 电解液的主要溶剂成 分。
13
16
04 对锂离子电池电解液中 PART FOUR 添加剂的研究 14
电解液中添加剂的特点
较少的用 量即能改善 电池的一种 或几种性能。
对电池性 能没有副作用, 不与构成电池 的其它材料发 生副反应。
( 3 ) 阴离子在阴极表面需要有不会发生氧化分解，有足够的稳定性；
( 4 ) 阴离子不能够和电解液中的溶剂发生反应；
( 5 ) 不管是阴离子还是阳离子在整个电池中保持惰性，不和电池中其它组 成部分，例如:电池隔膜、电极材料、电池包装材料发生反应；
（6）阳离子应该是无毒的，并且不会和溶剂或者其他电池成分发生反应。
改善电解液 热稳定性添
加剂
16
过充保护添加剂
原因：当锂离子电池体系过 充电时，由于电池内部电压 随极化增大而迅速升高，从 而引发正极活性物质结构的 不可逆变化及电解液的氧化 分解反应，则负极会发生过 多的锂沉积，这将导致负极 材料结构的破坏，在短时间 内电池内部产生大量气体并 放出大量的热量，使得电池 的内压和温度迅速上升，进 而会引起电解液的燃烧甚至 电池的爆炸等不安全隐患。
锂离子电池电解液按照相态一般分为液态电解液，聚合物固态电解液和 凝胶聚合物固液复合电解液，虽然聚合物固态和凝胶聚合物固液复合电解液 的安全性有一定的提高，但是它们致命的缺陷是电解液的离子电导率偏低， 导致电池的大电流放电差。
目前商业化的锂离子电池用的电解液由锂盐，有机溶剂和添加剂组成。
理想的锂离子电池电解液需满足以下条件：
碳酸乙烯酯具有较高 的介电常数，它的主 要分解产物能在石墨 表面形成有效、致密 和稳定的 SEI 膜，目 前已成为大多数有机 电解液的主要溶剂成 分。
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04 对锂离子电池电解液中 PART FOUR 添加剂的研究 14
电解液中添加剂的特点
较少的用 量即能改善 电池的一种 或几种性能。
对电池性 能没有副作用, 不与构成电池 的其它材料发 生副反应。
锂离子电池电解液共27页
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
锂离子电池电解液
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
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EC 248 39 150 1.86
89.6
DMC 90
3 15 0.59
3.1
EMC 108 -55 23 0.65
2.9
DEC 127 -43 33 0.75
2.8
PC 241.7 -49.2 135 2.530
64.4
MPC 130 -43 36 0.78
2.8
DMSO 189 18.4
1.991
电解质对电池性能的影响
1.电池容量 2.电池内阻及倍率充放电性能 3.电池操作温度范围 4.电池储存和循环寿命 5.电池安全性 6.电池自放电性能 7.电池过充电和过放电行为
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.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)
三种不同的结构变化
还原反应的破坏与保护
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
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。 但是砜类的熔点高和黏度大成为它的最大缺点
有机溶剂 沸点 熔点 闪点 黏度 相对介电常数
锂离子电池电解液
电解液生产工艺 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
包装桶 预处理
水洗 检测 烘干 氩气置换 检测
工业级原料 高纯级原料
精馏 检测
脱水脱醇 检测 配制 检测
精制 LiPF6
灌装
成品入库
精馏或脱水 产品罐 反应釜 灌装出厂
手套箱
精馏和脱水
对于使用的有机原料分别采取精馏或脱水处 理以达到锂电池电解液使用标准。但是受到 化工工艺和安全性问题的制约，仅仅对EC和 DEC采取精馏的方式进行提纯处理，其余的 有机溶剂均采用脱水处理达到使用标准。 在精馏或脱水阶段，需要对有机溶剂检测的 项目有：纯度、水分、醇含量
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
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
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
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
灌装
经搅拌均匀、检测合格的液体电解液在氩气 环境下被灌入电解液包装桶，进行编号，最 终进入仓库等待出厂。
由于电解液自身的物理、化学性质等因素， 入库的电解液应在短时间内使用，防止环境 等因素导致电解液的变质
电解液的组成
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。
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
LiClO4 LiAsF6 LiBF4 LiPF6 LiCF3SO3 LiN(CF3SO2)2 LiC(SO2CF3)3 新型的硼酸锂盐
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。
为了满足以上要求就需要在电解液生产过程中控制有 机溶剂和锂盐的纯度和水分等指标，以确保电解液在 电池工作时充分、有效的发挥作用
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
产品罐
在对有机溶剂完成精馏或脱水后，经 过真空氩气保护管道进入产品罐、等 待使用。根据电解液物料配比，在产 品罐处通过电子计量准确称量有机溶 剂。如果产品罐中的有机溶剂短时间 未使用，需要再次对其进行纯度、水 分、醇含量的检测，继而根据生产的 需要准确进入反应釜。
反应釜
依据物料配比和加入先后顺序，有机溶 剂依次在反应釜充分搅拌、混匀，然后 通过手套箱加入所需的锂盐和电解液添 加剂。在加入物料开始到结束应控制反 应釜的搅拌速度、温度等，在完全搅拌 两小时后，对电解液检测的项目有：水 分、电导率、色度、醇含量
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
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
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
Hale Waihona Puke 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.
42.5
GBL 206 -42 104 1.751
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。