提高电解液电导率的方法及锂盐对电解液电导率的影响

为了提高电解液的电导率，锂离子液体电解质应尽量选择溶解度较大的锂盐、具有高介电常数和低黏度性质的溶剂。但普通的单一溶剂无法同时满足这一特性。因此，在电解液的研究和开发过程中，常将一种高介电常数溶剂和另一种低黏度的溶剂混合使用来增加锂盐电导率。
当高介电常数和低黏度的溶剂相互混合后，混合溶剂的介电常数与溶剂的介电常数之间基本是线性关系。可以使用线性方程表示，其中的子L和E分别为两种溶剂的介电常数，是某一溶剂的摩尔分数。而二元混合溶剂的黏度比较复杂。
由于阴阳离子间的相互作用和阴离子体积大小的差异，不同阴离子的锂盐在同一溶剂中的电导率表现出巨大的差异。图2-17是25℃时lmol/L常见锂盐在EC+1)MC(体积比1 :1)溶剂中的电导率。 显然，对于无机锂盐形成的电解液.电导率按照LiAsF6、 LiPF6>1.iCIOa)LiBF6的顺序变化。这个变化规律对于其它溶剂、其它浓度的无机盐电解液也基本是适用的。对于有机锂盐。情况比较复杂。电解液的电导率山多种因素决定:锂盐不同.溶解度也不同.最大电导率对应的浓度也不同，阴、阳子NHN的缔合程度也不同。一般情况下，LiCF3SO2电解液的电导率最小。
图2-18是不同温度下锂离子电池典型电解液(LiPF6/EC-EMC)的电导率随锂盐浓度的变化关系。从图中可以行出，随着LiPF6浓度的增加，电解液的电导率先逐渐增加；在达到极大值后又开始减小。铿盐的加入既增加了自由离子的数目。又增大了电解液的黏度。在低浓度时前者占主导因素，因此电解液的电导率先逐渐增加。在极大值对应的浓度，这两个因素相当，电解液具有最大的电导率。锂盐浓度再继续增大，溶液中的锂离子和六氛磷酸阴离子将强烈缔合生成中性离子，减小了自由粒子的数目，再加上溶液黏度的增大，必然引起电解液导电能力的降低。