锂电池电解液简介

结构图
碳酸乙烯酯
88.6
Ethylene carbonate
EC
37 248 160
-3.0 3.2
89.78 20/oC
1.321 1.9 16.4
丙稀碳酸酯
propylene PC
102
-49 242 128 -3.0
3.6
65
1.204 2.5 15.1 18.4
二甲基碳酸酯
90.1
3
90 21.7 -3.0 3.7
/g
/℃
在溶剂中的 分解温度/℃
是否腐蚀 铝箔
LiBF4 LiPF6
93.9 293
>100
N
151.9
200
~80 (EC/DMC)
N
LiAsF6
195.9 340
>100
N
LiClO4
106.4 236
>100
N
Li+CF3SO3简称LiTf
- 155.9 >300
>100
Y
Li+[N SO2CF3)2]简称LiTPSI
LiBOB 等
有毒
腐蚀集流体
合成困难或价 格昂贵 成膜性能好， 解度低
(1)在电极上，尤其是 碳负极上，形成适当
的SEI膜; (2)对正极集流体实现 有效的钝化，以阻止
其溶解; (3)有较宽广的电化学 稳定窗口; (4)在各种非水溶剂中 有适当的溶解度和较
高的电导率; (5)有相对较好的环境 友好性。
2. 电解液性质
2.1.1 相关名词解释
电化学窗口
在循环伏安曲 线上没有发生电化学 反应的那一段。对于 电解液来说，电化学 窗口指的是电解液不 发生电化学反应而分 解的那个电势范围， 这个电势范围越宽， 电化学窗口越宽，电 解液的稳定性就越好
Current density (/ cm2)
15 10
u 热稳定性 LiCF3SO3>LiN(SO2CF3)2>LiBOB>LiAsF6>LiBF4>LiPF6
u 离子间缔合作用（在PC/EC） LiCF3SO3>LiBF4>LiClO4>LiPF6>LiN(SO2CF3)2>LiAsF6
2. 电解液性质
2.2.1 锂盐的物理化学性能
名称
结构
分子量 溶点
1.2 锂离子电池的性能
1. 电解液简介
1.3 电解液的种类
无机液体电解质 液体电解质
有机液体电解质
电解液
固体电解质 熔盐电解质
无机固体电解质
纯固体聚合物 有机固体电解质
凝胶聚合物
1. 电解液简介
1.4 电解液的组成
电解液
溶剂
锂盐
添加剂
新型溶剂
常规溶剂 新型锂盐 常规锂盐
环状碳酸酯
PC EC
链状 羧酸酯
3.104 1.073 0.59 15.1 3.6
DMC
二乙基碳酸酯 DEC
118.1 -43 127 25 -3.0 3.7
2.8 0.975 0.75 16 2.6
乙基甲基碳酸酯 104.1 -55 108 23 -3.0 3.7 EMC
2.957
1.0 0.65
2. 电解液性质
2.3.2电解液溶剂的条 件
Ø 具有较强溶解锂盐的能力，即需要极高的介 电常数
Ø 能完全浸润隔膜以及电极材料 Ø 具有满足实际应用的液程范围（凝固点到沸
点的温度差） Ø 较低的粘度，能够减弱对锂离子扩散的阻碍 Ø 具有较高的闪燃点并且环境友好、无污染
2. 电解液性质
2.4 添加剂的种类
Ø 成膜添加剂：改善SEI膜的性能FEC、PS,VC是用的最多的三种 Ø 导电添加剂 Ø 阻燃添加剂（多为含磷或氟的的有机物） Ø 过充保护添加剂：防止过充电、过放电 Ø 控制电解液中H2O和HF含量的添加剂：降低电解液中的微量
2. 电解液性质
2.2 锂盐在溶剂中的特性变化规律
u 氧化稳定性（在EC/DMC中） LiPF6>LiClO4>LiBF4>LiAsF6>LiN(SO2CF3)2>LiCF3SO3
u 电导率变化（在EC/DMC中） LiAsF6≈LiPF6>LiBOB>LiClO4≈LiN(SO2CF3)2>LiBF4>LiCF3SO3
目录 Content
01.
02. 03. 04. 05. 06.
电解液简介 电解液的性质 电解液的体系 电解液的注意事项 电解液的实际应用 电解液的生产厂家
1. 电解液简介
1.1 锂离子电池的组成
提供锂 离子
离子传输的载 体（“血液”）
接受锂 离子
隔离正负极，防止短路； 允许锂离子的传导
1. 电解液简介
2.1 锂盐的种类
分类
分子式
备注
无机阴离 子盐
LiPF6
LiBF4
LiClO4
应用最广
不稳定，电导 率低 高温或高电压 危险
有机阴离 子盐
LiAsF6
LiCF3SO3， LiN(C2F5SO2)2, LiC(CF3SO2)3 LiN(CF3SO2)2等
LiPF3(C2F5)3, Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N等
DEC MF DMC MA EMC EA
MP
LiPF6
1. 电解液简介
1.5 电解液的性能
1. 电解液简介
1.6 电解液的性能要求
1、离子电导率高 2、电化学稳定的电位范围宽 3、热稳定性好，工作温度范围宽 4、化学稳定性好，与集流体及活性物质不反应 5、无毒，无环境污染 6、价格便宜
2. 电解液性质
4. 内脂：1,4-丁丙酯（GBL）
5. 缩酮 ketal
2. 电解液性质
2.3.1 常用碳酸酯有机溶剂的物理化学性质
电解液成分 Composition
分子量 熔点 /oC
沸点 /oC
闪点 oC
氧化还原窗口 Vs. SCE
ɸred ɸox
介电常 密度 粘度 DN AN
数
g.cm-3 /cp
/F.m-1
5 0 -5 -10 -15 -20 -1.2 -0.8 -0.4 0.0 0.4 0.8 1.2
Potential (V vs SCE)
2. 电解液性质
2.1.1 相关名词解释
SEI膜
锂离子电池首次充 放电过程中在电极与电解 液界面上反应，形成覆盖 在电极表面上的钝化薄膜， 称为SEI膜。钝化膜主要 由Li2O、LiX、Li2CO3、 LiCO2-R、醇盐和非导电 聚合物组成，是多层结构， 靠近电解液的一面是多孔 的，靠近电极的一面是致 密的。该膜可自由通过锂 离子，防止溶剂共嵌入。
-
286.9 234b
>100
Y
2. 电解液性质
2.3 电解质溶剂
常用有机溶剂
1. 烷基碳酸酯 alkyl carbonate
碳酸乙烯酯 EC, 碳酸丙烯酯 PC, 碳酸二甲酯DMC, 碳酸二已酯 DEC, EMC等
2. 醚 ether
二甲醚DME, 四氢呋喃THF 等
3. 酯 ester
甲基已酸酯 MA 甲基丙酸酯 MP等