电解液溶剂的介电常数对电导率的影响
LiPF6/EC-EMC电解液摩尔电导率随锂盐浓度的变化关系。由于锂盐浓度的增加增大了电解液黏度,有更多的离子缔合生成离子对, LiPF6的摩尔电导率随溶液浓度的增加呈单调减小的趋势。减小的程度与黏度、组成等因素有关,温度越低、电导率减小的程度越小。
对于由低介电常数溶剂构成的电解液,溶液的摩尔电导率的变化可能与LiPF6/EC+EMC电解液的变化不NJ,例如对LiN(SO2CF2 )2/I)ME溶液的摩尔电导率。在稀溶液浓度范围内(<0.001 mol/kg ),电解液的电导率随浓度的增加急剧下降,当锂盐浓度超过。,Olmol/kg时。电解液摩尔电导率又继续增加,大约在0, 45tno1/kg时达到最大值,如果浓度继续增加,锂盐的摩尔电导率会再次降低。低介电常数溶剂中的这种摩尔电导率的特性与电解液中离子缔合的种类有关,在稀溶液范阴内,锂盐浓度的增加将电离出更多的自山离厂,增大电导率。但同时电解液的黏度和离子缔合的程度也随之增大,减小摩尔电导率,二者相互竞争的结果使稀溶液的摩尔电导率降低。在0.001-0.45mo1/kg浓度范围内,除以上两种因素外,离子缔合将产生能够导电的三离子对(iplet ionpai),引起摩尔电导率的增加,当浓度超过0. 45mol/kg时,有更高形式的缔合物产生,引起摩尔电导率的再次降低。山于实际使用的锂离子电池的电解液的浓度常常高于0.5mo/L,因此要注意控制溶剂的比例以维持混合溶剂具有较高的介电常数,减少离子缔合的发生。
对于溶剂介电常数比较高的体系。锂盐一般在0.7~1.5mol/L浓度范围内具有最高的电导率。对于低介电常数的溶剂,由于锂盐的溶解度不同,最大电导率所对刘应的浓度也不同。一般为0.5~1.7mol/ L,。这一浓度是电解液中多重因素竞争的结果。考虑到锂电池实际工作过程中要消耗掉部分锂离子造成锂盐浓度的降低,因此实际使用的锂盐浓度一般为1mol/L以上。