鋰離子電池中占據(jù)十分重要位置的電解液發(fā)展概況

在生活中，您可能接觸過各種電子產(chǎn)品，然后您可能不知道其中的某些組件，例如其中可能包含的鋰離子電池電解質(zhì)，然后讓編輯帶領(lǐng)所有人一起學(xué)習(xí)鋰離子電池電解質(zhì)。
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(fù)極材料，電解質(zhì)和隔膜。作為鋰離子電池的重要組成部分，電解質(zhì)在改善鋰離子電池的循環(huán)性能和能量密度方面起著不可替代的作用，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了電動汽車的使用壽命。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(fù)極材料的容量之外，另一種方法是增加電池的工作電壓。高壓性能也提出了新的技術(shù)要求。鋰離子電池電解質(zhì)成分通常包括電解質(zhì)鋰鹽，高純度有機(jī)溶劑和具有某些特定成分的添加劑。
但是，在該階段使用的有機(jī)溶劑電解質(zhì)在電池被外部損壞時非常容易著火和燃燒，甚至發(fā)生爆炸事故。這是現(xiàn)階段鋰離子電池生產(chǎn)和使用中的不安全因素之一。為了解決諸如電池安全性的問題，不斷地更新電解質(zhì)。
高比能電解質(zhì)：追求高比能是目前鋰離子電池的最大研究方向，特別是當(dāng)移動設(shè)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(guān)鍵的性能。

有機(jī)液體電解質(zhì)：碳酸鹽有機(jī)液體是鋰鹽的良好溶劑，氧化電位為4.7V，還原電位約為1.0V（本文中的電壓值相對于鋰的電位）;另外，碳酸鹽的粘度相對較低，用于鋰離子遷移的活化能也較低。因此，最常用的電解質(zhì)是碳酸鹽及其混合物，包括PC，EC，DEC，DMC，EMC等。碳材料的電化學(xué)勢通常高于碳酸鹽溶劑的最低未占據(jù)分子軌道。為了將碳材料用作負(fù)極，通常必須在溶劑中包括EC，因為EC可以在碳負(fù)極的表面上形成鈍化的SEI膜。這抑制了電解質(zhì)的分解。
大功率電解液：目前，商用鋰離子電池很難實現(xiàn)高速率連續(xù)放電。重要的原因是電池接線片會產(chǎn)生嚴(yán)重的熱量，并且內(nèi)阻會導(dǎo)致電池的整體溫度過高，從而很容易導(dǎo)致熱失控。因此，電解質(zhì)應(yīng)能夠防止電池在保持高電導(dǎo)率的同時過快升溫。對于動力鋰電池，快速充電也是電解質(zhì)發(fā)展的重要方向。
最近，由于室溫離子液體具有很高的氧化電位（約5.3V），因此人們認(rèn)為室溫離子液體（例如1MLiTFSI / EMI-TFSI，EMIBF4，BMIBF4等）可用來代替鋰離子電池電解質(zhì)。不可燃，蒸氣壓低。 具有較好的熱穩(wěn)定性，無毒，高沸點，高鋰鹽溶解度等優(yōu)點。然而，離子液體的高粘度削弱了鋰離子的遷移率。咪唑鎓鹽陽離子液體最可能用于鋰電池電解質(zhì)，因為它們在室溫下的粘度較低，而鋰鹽的溶解度較高。然而，當(dāng)電壓低于1.1V時，這種類型的離子液體具有差的穩(wěn)定性，因此必須添加EC或VC以在碳陽極上形成穩(wěn)定的SEI膜。
寬溫度電解液：電池在高溫下容易分解電解液，并加劇了材料與電解液部件之間的副反應(yīng)。在低溫下，可能會發(fā)生電解質(zhì)鹽沉淀，并且SEI膜的負(fù)阻抗將加倍。所謂寬溫度電解液就是使電池具有更寬的工作環(huán)境。
固體聚合物電解質(zhì)：理想的固體電解質(zhì)可用作正極和負(fù)極之間的隔板。同時，當(dāng)電極材料的體積在電池的充電和放電期間改變時，它可以保持電極/電解質(zhì)界面之間的良好接觸。含鋰鹽（LiPF6或LiAsF6）的聚環(huán)氧乙烷（PEOs）成本低，無毒且化學(xué)穩(wěn)定，但對于動力電池系統(tǒng)，其室溫離子電導(dǎo)率較低，約為10-5S / cm。
混合電解質(zhì)系統(tǒng)：混合電解質(zhì)根據(jù)其各自的優(yōu)缺點，是有機(jī)液體電解質(zhì)，離子液體，聚合物基電解質(zhì)和無機(jī)固體電解質(zhì)的組合。包括：聚合物基質(zhì)+有機(jī)液體形成的聚合物凝膠電解質(zhì)；離子液體+聚合物基礎(chǔ)電解質(zhì)混合而成的離子液體聚合物凝膠；以及具有多種成分的其他復(fù)合電解質(zhì)。
相信通過閱讀以上內(nèi)容，每個人都對鋰離子電池電解液有了初步的了解，希望大家在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行總結(jié)，以不斷提高他們的設(shè)計水平。