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锂电池的电解液起什么作用?
锂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、负极之间起到传导电子的作用,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。
什么是电解液?
电解液是动力电池的血液,由“锂盐(溶质)、溶剂、添加剂”配制罐装而成,占动力电池成本6%-8%。它是动力电池中离子传输的重要载体,对电池安全性、循环寿命、充放电倍率、高低温性能、能量密度有显著影响。
电解液是动力电池的血液,由“锂盐(溶质)、溶剂、添加剂”配制罐装而成,占动力电池成本6%-8%。它是动力电池中离子传输的重要载体,对电池安全性、循环寿命、充放电倍率、高低温性能、能量密度有显著影响。
电解液溶剂的纯度对锂电池性能影响至关重要, EC纯度从 99.91%提高至 99.979%,氧化电位上限能从 4.87V 提高至 5.50V。溶剂纯度小于99.9%时,分解电位为 4.6-4.9V,提高纯度就能提高“氧化电位”达到 5.2V 以上。如果纯度进一步提高,像主流的 EC、PC、DMC、EMC和 DEC,氧化电位上限可以达到 6.2V、6.6V、6.5V、6.7V和6.7V。
动力电池或者锂电池在过滤时要使用专用的锂电池电解液过滤器。电解液过滤器主要用于过滤锂电池电解液、锂电池浆料、锂电池正负极液体材料过滤工艺中。单芯10寸电解液过滤器采用进口316不锈钢材质作为罐体和滤芯,使用寿命长,耐腐蚀性能强,过滤精度高,经过二级或者多级过滤,可以得到质量比较高的电解液。并且不锈钢滤芯可以反复清洗,不易受污染、不易变形。
锂电池的电解液
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。在传统电池中,电解液均采用以水为溶剂的电解液体系。但是,由于水的理论分解电压只有1.23V,即使考虑到氢或氧的过电位,以水为溶剂的电解液体系的电池的电压最高也只有2V左右(如铅酸蓄电池)。锂电池电压高达3~4V,传统的水溶液体系显然已不再适应电池的需要,而必须采用非水电解液体系作为锂离子电池的电解液。锂电池电解液主要采用能耐高电压而不分解的有机溶剂和电解质。
锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。一般作为实用锂离子电池的有机电解液应该具备以下性能:
(1)离子电导率高,一般应达到10-3~2*10-3S/cm;锂离子迁移数应接近于1;
(2)电化学稳定的电位范围宽;必须有0~5V的电化学稳定窗口;
(3)热稳定好,使用温度范围宽;
(4)化学性能稳定,与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应;
(5)安全低毒,最好能够生物降解。
适合的溶剂需其介电常数高,粘度小,常用的有烷基碳酸盐如PC,EC等极性强,介电常数高,但粘度大,分子间作用力大,锂离于在其中移动速度慢。而线性酯,如DMC(二甲基碳酸盐)、DEC(二乙基碳酸盐)等粘度低,但介电常数也低,因此,为获得具有高离子导电性的溶液,一般都采用PC+DEC,EC+DMC等混合溶剂。这些有机溶剂有一些味道,但总体来说,都是能符合欧盟的RoHS, REACH要求的,是毒害性很小、环保有好性的材料。
目前开发的无机阴离子导电盐主要有LiBF4,LiPF6,LiAsF6三大类,它们的电导率、热稳定性和耐氧化性次序如下:
电导率:LiAsF6≥LiPF6LiClO4LiBF4
热稳定性:LiAsF6LiBF4LiPF6
耐氧化性:LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4LiClO4
LiAsF6有非常高的电导率、稳定性和电池充电放电率,但由于砷的毒性限制了它的应用。目前最常用的是LiPF6。
目前常用的锂电池的所有材料,包括电解液都是能符合欧盟的RoHS, REACH要求的,是环保有好性的储能物品。
如何配制电解液
锂电池电解液主要成分构成
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。
(1)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)
(2)锂盐:LiPF6、LiClO4、LiBF4、、LiAsF6等
(3)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
锂电池电解液配方优化
1、将碳酸乙烯酯用氯气氯化合成了氯代碳酸乙烯酯,然后用三乙胺做缚酸剂脱去氯化氢,制得碳酸亚乙烯酯。氯化反应在无溶剂条件下进行,消去反应以常用作电解液溶剂的碳酸二甲酯为溶剂,可以防止溶剂的残留造成对添加剂的不良影响,同时选择2,3,4-三叔丁基苯酚做阻聚剂,两步反应收率75.0%,比文献值高。
2、用无水KF与氯代碳酸乙烯酯反应制备氟代碳酸乙烯酯,安全成本降低,生产工艺易于控制,以PEG.800为催化剂,单步收率82.5%。
3、将1,3-丙烷磺内酯用氯气氯化合成了2-氯-1,3-丙烷磺内脂,然后用三乙胺做缚酸剂脱去氯化氢,制得1,3-丙烷磺内酯,与文献相比,反应路线大大缩短,两步反应收率72.7%。
锂电池电解液生产关键
现在生产锂电池电解液的关键是电解液的提纯、固液分离。还有就是配比,这些目前每个长阿基的工艺都不同,并且都在不断的探索过程中。
电解液过滤专用设备
电解液的作用?
电解液的作用
电解液充溢在电池壳体内部,电池的正负极和隔膜都浸泡其中。电解液一方面提供部分活性锂离子,作为充放电过程中的导电离子使用。另一方面,电解液提供离子通道,或者叫载体,使得锂离子可以在其中自由移动。
2电解液需要解决的问题
热稳定性
尽可能少的与正负极材料反映,期望具备高的化学稳定性和热稳定性,可以说,电解液与电极材料的相容性和电解液自身的热稳定性决定着整个电芯的热稳定性。
承受高电压
普通的水基电解液,电化学稳定窗口不高于2V。有机电解液的最高电压值一般不高于4.2V,超过这个值,电解液自身会发生氧化分解。如果想要提高能量密度,采用高电芯电压,则需要特殊性能的电解液。特殊性能电解液,一方面寻找新的电解液类型,另一方面,在原有电解液的基础上进行改良,比如使用添加剂,有目的的改善电芯某些特定性能。
电解液的过滤也是电池生产上需要考虑到的问题,电解液的纯度会使用到锂电池后续的使用情况,一般要选择专业的电解液过滤设备,对电解液进行多级过滤。
电解液过滤设备
电池电解液的作用
在汽车电池中,电解液主要起到电化学反应和传导的作用,具体如下:1.电化学反应只有电解液的存在才能使电池正常放电,因为电极板通过吸收电解液中的硫酸来释放电能。2.传导通过电解液可以在电池中形成电流回路,使电流在电池中充放电。关于锂电池电解液:锂电池电解液是锂电池中离子传输的载体,主要由锂盐和有机溶剂组成。对于汽车电池来说,免维护电池后期不需要添加电解液,可维护电池如果觉得电量没用,可以适当添加电解液。向电池中加入电解液时,需要保持电池静止6小时左右,直到电解液温度低于35摄氏度才能给电池充电。