锂电池电解液及其要求介绍

锂电池的电解液是电池的一个重要组成部分,对电池的性能有很大的影响。常规的锂离子电池采用的都是非水有机溶剂，当锂电池由于内部短路而发热时，电解液受热分解产生气体，轻则电池膨胀，重则导致电池爆炸。本文将通过电解液的添加剂、电解液的要求等几个方面对电解液进行一个简单的分析和总结。

什么是锂离子电池电解液？

锂离子电池电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”。锂离子电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。

锂电池主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好，有爆炸的危险，日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好，无爆炸危险，适用性强，特别是用六氟磷酸锂制成的电池，除上述优点外，将来废弃电池的处理工作相对简单，对生态环境友好，因此该类电解质的市场前景十分广泛。

目前电解液配套基本已实现国产化，但软肋是占电解液成本约一半的电解质六氟磷酸锂，国内基本没有企业能够生产。所以，提高锂离子电池的能量密度是未来电池的发展趋势，电解液未来发展趋势也是配合电池，提高能量密度、安全性、满足一致性。

锂电池电解液要求

电解液是锂电池正负极之间起传导作用的离子导体，充放电过程中，在正负极间往返地传输锂离子。电解液对锂电池的充放电性能(倍率高低温)、寿命(循环储存)、温度适用范围都有着比较大的影响。

用于锂电池的电解质一般应该满足以下基本要求：

a.高的离子电导率，一般应达到1×10-3~2×10-2S/cm；

b.高的热稳定性和化学稳定性，在较宽的电压范围内不发生分离；

c.较宽的电化学窗口，在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定；

d.与电池其他部分例如电极材料、电极集流体和隔膜等具有良好的相容性；

e.安全、无毒、无污染性。

锂电池电解液的构成

溶剂：环状碳酸酯（PC、EC）；链状碳酸酯（DEC、DMC、EMC）；羧酸酯类（MF、MA、EA、MA、MP等）；（用于溶解锂盐）

锂盐：LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等；

添加剂：成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂；

电解液添加剂的主要分类

(1)成膜添加剂：VC应用的比较广泛，其主要机理为碳负极表面发生自由基聚合反应，生成聚烷基碳酸锂化合物，从而有效抑制溶剂分子的共嵌入反应；PS、ES、DES、DMS等物质，其主要机理为还原分解形成SEI膜的主要成分是无机盐Li2S、Li2SO3或Li2SO4和有机盐ROSO2Li，大大增强SEI膜的稳定性；

(2)安全类添加剂：阻燃添加剂，降低电解液放热值以及自热率，主要是含P或F的有机化合物，如有机磷化物、有机氟化物、以及氟代烷基磷酸酯等。放过充添加剂，其主要机理为氧化还原梭反应（二茂铁）以及电聚合反应（联苯、环己基苯）；

(3)多功能添加剂：除水、导电、成膜等综合作用，酰胺类添加剂，与水形成氢键，同时含有孤对电子，起到稳定SEI膜的作用。

(4)过充保护添加剂：对于采用氧化还原对进行内部保护的方法人们进行了广泛的研究，这种方法的原理是通过在电解液中添加合适的氧化还原对，在正常充电时这个氧化还原对不参加任何化学或电化学反应，而当电池充满电或略高于该值时，添加剂开始在正极上氧化，然后扩散到负极发生还原反应。

锂离子电池电解液是危险品吗？

锂电池电解液不全是危险品。

电解液是一个意义广泛的名词，用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质)，也有应用于电池行业的电解液，以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。不同的行业应用的锂电池电解液，其成分相差巨大，甚至完全不相同。

人体的电解质主要由水分和氯化钠、PH缓冲物质等组成，就不是危品。但是含有碳酸二乙酯的电解液就属于危品。

以上就是锂电池电解液的解说，锂离子电池作为现有储能技术的重要组成部分越来越受到人们的重视。为了解决电池安全性等问题，电解液也在不断更新换代。