鋰離子電池電解液起什么作用

鋰離子電池作為一種便攜式儲能設備，廣泛用于手機，筆記本電腦，相機，電動自行車，電動汽車等領域。其中鋰電池電解液是一個不容忽視的方面。畢竟，占電池成本15%的電解質在電池能量密度，功率密度，寬溫度應用，循環壽命和安全性能方面確實起著至關重要的作用。

電解質是鋰電池的四種關鍵材料之一：正極，負極，隔膜和電解質，它被稱為鋰離子電池的“血液”，在電池的正負電極之間傳導電子。是獲得高電壓和高電壓的鋰電池，保證諸如能量比的優勢。

眾所周知，鋰離子電池的主要成分包括四個方面：正極材料，負極材料，電解質和隔膜。作為鋰離子電池的重要組成部分，電解質在改善鋰離子電池的循環性能和能量密度方面起著不可替代的作用，從而進一步提高了電動汽車的續航里程。鋰離子電池的能量密度取決于電池的電壓和容量。為了增加電池的能量密度，除了增加正極材料和負極材料的容量外，另一種方法是增加電池的工作電壓。這樣，電池會在高工作電壓下影響電解液。高壓性能也提出了新的技術要求。

電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導電子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。

高比能電解質：追求高比能是目前鋰離子電池的最大研究方向，特別是當移動設備在人們的生活中占有越來越大的比例時，電池壽命已成為電池最關鍵的性能。

有機液體電解質：碳酸鹽有機液體是鋰鹽的良好溶劑，其氧化電位為4.7V，還原電位約為1.0V（本文中的電壓值均相對于鋰的電位）;另外，碳酸鹽的粘度相對較低，鋰離子遷移的活化能也較低。因此，最常用的電解質是碳酸鹽及其混合物，包括PC，EC，DEC，DMC，EMC等。

液體電解質：電解質的選擇對鋰離子電池的性能有很大影響。它必須是化學穩定的，尤其是在更高的電勢和更高的溫度環境下不易分解，并且具有更高的離子電導率（》 10-3 S / cm），并且必須對陽極和陰極材料呈惰性，并且不能腐蝕它們。由于鋰離子電池的高充電和放電電勢以及嵌入負極材料中的化學活性鋰，因此電解質必須使用有機化合物代替水。

離子液體：近年來，由于室溫離子液體具有很高的氧化電位（約5.3），因此人們認為室溫離子液體（例如1MLiTFSI / EMI-TFSI，EMIBF4，BMIBF4等）可替代鋰離子電池電解質。 V）并且不易燃。蒸氣壓低，熱穩定性更好，無毒，沸點高，鋰鹽溶解度高等優點。然而，離子液體的高粘度削弱了鋰離子的遷移率。

安全電解液：鋰離子電池的安全性在燃燒甚至爆炸中都很重要。首先，電池本身是易燃的。因此，當電池過度充電，過度放電，短路時，當外部溫度過高時，可能會導致安全事故。因此，阻燃劑是安全電解質研究的重要方向。

固體電解質：直接將金屬鋰用作負極材料具有較高的可逆容量，其理論容量高達3862mAh·g-1，是石墨材料的十倍以上，且價格較低。它被認為是新一代鋰離子電池最具吸引力的負極材料，但它會產生樹枝狀鋰。使用固體電解質作為離子傳導可以抑制樹枝狀鋰的生長，使得金屬鋰可以用作負極材料。