锂离子电池电解液知识培训教材
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锂离子电池电解液知识专业知识讲座
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电解液的几个理论问题
介电常数对电解液电导率的影响
• 溶剂的介电常数越大，离子溶剂化程度 愈深，阴阳离子之间的距离就越大。
• 加入可与锂离子形成螯合物的溶剂如 DME或冠醚类化合物，实现电解质锂盐 阴阳离子对的有效分离，可极大地提高 阴阳离子间的距离，提高锂盐在电解液 中的浓度，从而获得较高的电导率。
影响电解液电导率的两个重要因素
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电解液的几个理论问题
锂盐溶解过程对有机电解液电导率的影响 • 有机溶剂对离子溶剂化作用越强，锂盐 在有机溶剂中的溶解度越大。 • 有机溶剂如EC、PC、DEC和DMC等都 是阳离子接受体，直接影响阳离子的溶 剂化过程。一些阴离子接受体的硼基化 合物能够和阴离子形成配位作用，从而 使锂盐阴离子发生强烈的溶剂化，只需 添加少量就能明显提高锂盐的溶解度和 电解液的电导率。
电解液的组成与作用—有机溶剂
有机溶剂的要求
• （1）适中的粘度和介电常数； • （2）较高的闪点和沸点与尽可能低的熔点； • （3）较宽的电化学稳定窗口； • （4）具有良好的热稳定性，使用温度尽可
能的宽； • （5）良好的化学和电化学稳定性，与电池
内的活性物质不发生反应； • （6）良好的安全性和环境相容性。
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电解液的几个理论问题
锂盐浓度对电导率的影响 • 锂盐的浓度越大，导电离子数增加，电 导率有增加的趋势，另一方面，随着锂 盐浓度的增加阴阳离子发生复合的几率 越大，电导率有降低的趋势，电导率通 常在电解液的浓度接近1M时有最大值。
锂离子电池电解液(标准讲义)
相对介电常数 89.6 3.1 2.9 2.8 64.4 2.8 42.5 39.1
有机溶剂选择标准
1.有机溶剂对电极应该是惰性的，在电池的充放 电过程中不与正负极发生电化学反应，稳定性好 2.有机溶剂应该有较高的介电常数和较小的黏度 以使锂盐有足够高的溶解度，保证高的电导率 3.熔点低、沸点高、蒸气压低，从而使工作温度 范围较宽。 4.与电极材料有较好的相容性，电极在其构成的 电解液中能够表现出优良的电化学性能 5.电池循环效率、成本、环境因素等方面的考虑
3.高温条件下的热分解
正极材料的溶解
正极材料在电解液中固有的溶解性、活性物 质因电解液中HF或其他酸性物质的生成而 被侵蚀，以及电极电化学过程中部分金属离 子转变成可溶性盐进入电解液体系，这些因 素都会导致电极活性物质的溶解。 与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4相比，尖晶石 结构的锰酸锂在电解液中的溶解最严重。
2
正极与电解液界面
锂离子电池正极材料本身的结构和所处的环境均与 负极材料不同，主要表现在以下两个方面：
1.正极材料原子间全部是化学键结合，没有象负极 那样碳石墨之间的范德华力，溶剂分子难以发生象 在石墨层间那样的嵌入反应，溶剂分子在嵌层之前 必须去溶剂化 2.正极材料始终处于导电位条件下，尤其是在充电 末期，电位达到4.2V，电解液组分在电极表面的氧 化分解和电极集流体腐蚀将成为正极材料电化学过 程中的主要副反应
双电子反应：
PC/EC+2e→丙烯/乙烯＋CO32CO32-+2Li+→Li2CO3
单电子反应形成烷基碳酸锂：
PC/EC +e →PC-/EC-自由基 2PC-/EC-自由基＋ 2Li+→丙烯/乙烯＋烷氧基碳酸锂 烷氧基碳酸锂＋H2O →Li2CO3+CO2+(CH2OH)2
锂离子电池电解液的基础(终极版)
6
2:1溶剂一一常规溶剂
Solvent Structure Mw Melting point （℃）
EC
PC DMC DEC EMC
。o
「y一�
88
36.4
。 。飞o一y「0
'o)l_o,,.
。
0)1...0
102 -48.8 90 4.6 118 -74.3
／气。人。 。／ 104 -53
Boiling point （℃） 248
14
3:1离子传导特性一一混合溶剂（1)
·通常一种溶剂难以同时满足高的介 电常数和低粘度的要求， 因此需要 采用混合溶剂体系： 一 种溶剂提供高的介电常数： 另 一种溶剂提供低的粘度。
·二兀溶剂体系的介电常数和粘度可 以按下式计算：
乌＝ (1 - x2） ε I + Xzζz 1/s ＝ηl (1-xv,,2
1.063 0.969 1.006
·环状碳酸醋类溶剂具有极高的介电常数， 但是粘度也大。 ·链状碳酸醋的介电常数低， 但是粘度也低。 ·为了满足工作温度范围、 电导率等多方面的要求， 通常是将介电常数高的环 状碳酸酷和粘度低的链状碳酸醋混合使用。
7
2:1溶剂一一选择碳酸醋类溶剂的理由
·电极体系：Li/Mn02 一次锺电池I ·电解液：LiCIOiPC-DME
3
1电解液的功能与要求一一基本要求
电解液的理想状态： 1）对铿离子来说是优良的导体， 对电子来说是绝缘体。 2）在电极表面除了发生锺离子的迁移之外， 不发生其它副反应。 3）不与其它电池组件发生反应。 4）化学稳定性好。 5）安全、 环保。
电解液的现状： 1）受限于有机溶剂和键盐的选择， 离子电导率一般在5～15mS/cm范围。 2）由于钮离子电池的正极具有很强的氧化性， 而负极具有很强的还原性， 电
2:1溶剂一一常规溶剂
Solvent Structure Mw Melting point （℃）
EC
PC DMC DEC EMC
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102 -48.8 90 4.6 118 -74.3
／气。人。 。／ 104 -53
Boiling point （℃） 248
14
3:1离子传导特性一一混合溶剂（1)
·通常一种溶剂难以同时满足高的介 电常数和低粘度的要求， 因此需要 采用混合溶剂体系： 一 种溶剂提供高的介电常数： 另 一种溶剂提供低的粘度。
·二兀溶剂体系的介电常数和粘度可 以按下式计算：
乌＝ (1 - x2） ε I + Xzζz 1/s ＝ηl (1-xv,,2
1.063 0.969 1.006
·环状碳酸醋类溶剂具有极高的介电常数， 但是粘度也大。 ·链状碳酸醋的介电常数低， 但是粘度也低。 ·为了满足工作温度范围、 电导率等多方面的要求， 通常是将介电常数高的环 状碳酸酷和粘度低的链状碳酸醋混合使用。
7
2:1溶剂一一选择碳酸醋类溶剂的理由
·电极体系：Li/Mn02 一次锺电池I ·电解液：LiCIOiPC-DME
3
1电解液的功能与要求一一基本要求
电解液的理想状态： 1）对铿离子来说是优良的导体， 对电子来说是绝缘体。 2）在电极表面除了发生锺离子的迁移之外， 不发生其它副反应。 3）不与其它电池组件发生反应。 4）化学稳定性好。 5）安全、 环保。
电解液的现状： 1）受限于有机溶剂和键盐的选择， 离子电导率一般在5～15mS/cm范围。 2）由于钮离子电池的正极具有很强的氧化性， 而负极具有很强的还原性， 电
锂电池电解液详解培训资料
- 155.9 >300 >100
Y
Li+[N SO2CF3)2]简称LiTPSI
-
286.9 234b
>100
Y
2. 3 电解液有机溶剂
锂离子电池所用的有机溶剂为不与锂反应的非质子溶剂
常用有机溶剂
1. 烷基碳酸酯 alkyl carbonate
碳酸乙烯酯 EC, 碳酸丙烯酯 PC, 碳酸二甲酯DMC,碳酸二已酯 DEC, EMC等
等
石墨电极循环伏安图
(a)不含 VC
b) 含 5% VC
首次充电过程中先于溶剂化锂离子插层建立起优良的SEI 膜，允许锂离子自 由进出电极而溶剂分子无法穿越，从而阻止溶剂分子对电极的破坏，提高电 极的嵌脱锂容量和循环寿命
Comparison of the Rsei–E plots for the Li/graphite cells without and with vinylene carbonate, which were recorded during the first cycle.
2. 2 锂盐
分类 无机阴离子盐
有机阴离子盐
分子式
LiPF6
LiBF4 LiClO4 LiAsF6 LiCF3SO3，LiN(C2F5SO2)2, LiC(CF3SO2)3 LiN(CF3SO2)2等
LiPF3(C2F5)3, Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N等 LiBOB 等
备注 应用最广 不稳定，电导率低 高温或高电压危险 有毒
/F.m-1
red ox
结构图
碳酸乙烯酯
88.6
Ethylene carbonate
EC
丙稀碳酸酯
电解液培训课件
第二十页，共25页幻灯片
二、按功能分类
型号
安
全
LE-18
型
体系
技术指标
密度 (20℃) (g/cm3)
电导率 (25℃)
(ms/cm)
性能
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
1.20±0.03
9.6±0.2
多应用于铝壳、软包 电池，满足3C，10V 的过充要求
LE-3501B01
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
性能
1.20±0.03 1.20±0.03
7.6±0.2 7.6±0.2
适合软包锂离子电池 （85 ℃ ，4h，鼓胀 <5% ）
多应用于铝壳锂离子电 池（75 ℃ ，24h，鼓胀 <5% ）
液 LE-16FH01 LE-13408
EC/DMC/EMC LiPF6 添加剂
1.23±0.03
EC/DEC/EMC LiPF6 添加剂
关于电解液培训
第一页，共25页幻灯片
锂离子电池用电解液知识培训
一、锂离子电池用电解液基本常识
二、我司电解液产品介绍 三、客户沟通方面（针对电解液）
第二页，共25页幻灯片
一、锂离子电池用电解液基本常识
1、电解液的成分
锂离子电池用电解液主要由有机溶剂、锂盐、 添加剂等成分组成。
1.1常用溶剂介绍 常用到的电解液溶剂有EC、DMC、EMC、
第二十四页，共25页幻灯片
第二十五页，共25页幻灯片
DEC、PC等。
第三页，共25页幻灯片
一、锂离子电池用电解液基本常识
第四页，共25页幻灯片
一、锂离子电池用电解液基本常识
1.2常用锂盐介绍
电解液常用锂盐有LiPF6、LiClO4、LiAsF6、
锂电池电解液安全培训教材
锂电池电解液安全培训教材一、引言锂电池作为一种环保、高效的能源储存装置，被广泛应用于电动车、手机、电脑等领域。
然而，电解液作为锂电池的重要组成部分，其安全性问题不容小觑。
为了提高锂电池电解液的使用安全性，本教材将为大家介绍有关锂电池电解液的安全知识及操作要点。
二、锂电池电解液的基本概念锂电池电解液是指用于带电离的锂导体、传输电荷的介质。
它通常由锂盐和有机溶剂组成。
在锂电池中，电解液起着电荷传递的作用，同时还对电池的性能和安全性起着重要的影响。
三、锂电池电解液的安全性问题1. 热失控和燃烧由于电解液中的有机溶剂具有较低的闪点和燃点，一旦遭受高温或短路等情况，电解液可能会燃烧或产生热失控现象，导致锂电池发生火灾。
2. 腐蚀性和刺激性锂电池电解液通常含有一定浓度的锂盐，这些盐类对皮肤和黏膜具有一定的腐蚀性。
同时，有机溶剂也可能对人体的呼吸道和眼睛产生刺激。
3. 毒性某些锂盐和有机溶剂可能对人体内脏器官产生不良影响，甚至会引起中毒。
四、锂电池电解液的安全操作要点1. 储存将锂电池电解液储存在干燥、通风良好的地方，远离火源和高温环境。
避免与氧化剂、酸性物质等存放在一起。
2. 运输在运输过程中，必须采取适当的包装和保护措施，以防止电解液泄漏、挥发或碰撞等意外情况发生。
3. 使用在使用锂电池电解液时，应穿戴好防护设备，如防护手套、护目镜等。
避免直接接触皮肤和黏膜。
同时要确保操作场所通风良好，以降低有机溶剂的浓度。
4. 废弃废弃锂电池电解液时应遵循相关的环保法规，将电解液交给指定的机构进行处理。
五、事故应急处理1. 火灾事故一旦锂电池电解液发生火灾，应立即使用沙土或干粉灭火器进行灭火，切忌用水灭火，以免加剧火势。
同时，应迅速通知相关部门，以争取及时救援。
2. 溅到皮肤和眼睛若锂电池电解液溅到皮肤或眼睛，应立即用清水冲洗，并寻求医疗救助。
六、结语本教材介绍了锂电池电解液的基本概念、安全性问题以及安全操作要点。
锂电池电解液的使用必须遵循相关规定和标准，确保操作安全。
锂离子电池基础知识培训教材[515]---管理篇
![锂离子电池基础知识培训教材[515]---管理篇](https://img.taocdn.com/s3/m/3d0d2c55b9d528ea80c7791d.png)
• 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。
• 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的 最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的 概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量， 单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。
•
实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等 于放电电流与放电时间的乘积，单位为 Ah，其值小于理
锂离子电池结构——电解液
• 性质：
无色透明液体，具有较强吸湿性。
• 应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能
在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm 的手套箱内）。
• 规格：
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）
LiPF6浓度 1mol/l
• 质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03
锂离子电池基础知识
什么叫锂离子电池？
• 锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电 池。 • 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 或LiXMnO2 • 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。 • 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 • 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱 嵌，被形象的称为“摇椅电池”。 充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极， 负极处于富锂状态；放电时则相反。
铝壳锂离子电池结构图
523450AR 52表示厚度为：5.2mm 34表示宽度为：34mm 50表示高度为：50mm A表示为铝壳 R表示大圆角 r表示小圆角 L表示方角
锂离子电池结构——正极
正极物质：主要为钴酸锂
正面 正极基体：铝箔（约0.016mm厚)
锂电池培训教材课件
锂电池培训教材课件
目录
• 锂电池基础知识 • 锂电池的充电与保养 • 锂电池的安全使用 • 锂电池的应用领域 • 锂电池的发展趋势与未来展望
01
锂电池基础知识
锂电池的构造
电池外壳
用于容纳电解液和隔离 电池内部与外部环境， 通常由金属或塑料制成
。
阳极和阴极
阳极和阴极是电池的两 个电极，分别用于存储
正电荷和负电荷。
隔膜
一种绝缘材料，用于隔 离阳极和阴极，防止短
路。
电解液
一种导电溶液，用于传 输电荷并在阳极和阴极 之间建立电化学反应。
锂电池的工作原理
充电过程
能量密度
当电池充电时，正电荷被存储在阳极 ，负电荷被存储在阴极，同时电解液 中的离子在电场作用下向两极移动。
指电池每单位重量或体积所能存储的 能量，是衡量电池性能的重要指标。
锂硫电池技术
锂硫电池使用硫作为正极材料，具有高能量密度和低成本的优势， 是未来锂电池发展的重要方向。
锂空气电池技术
锂空气电池是一种新型的锂电池，使用空气中的氧气作为正极材料 ，具有极高的能量密度和环保性。
锂电池的市场需求与竞争格局
电动汽车市场
01
随着电动汽车市场的不断扩大，对锂电池的需求也在持续增长
电池老化
长期使用的锂电池可能存在老化现象 ，导致电池性能下降、容量减少，甚 至引发故障。
锂电池的故障诊断与处理
电池容量不足
电池内部短路
检查电池是否老化或损坏，如有问题及时 更换。
检查电池是否受到外部破损或内部故障， 如有需要更换电池。
电池充电故障
电池放电故障
检查充电设备是否正常，充电环境是否符 合要求，如有需要更换充电设备或改善充 电环境。
目录
• 锂电池基础知识 • 锂电池的充电与保养 • 锂电池的安全使用 • 锂电池的应用领域 • 锂电池的发展趋势与未来展望
01
锂电池基础知识
锂电池的构造
电池外壳
用于容纳电解液和隔离 电池内部与外部环境， 通常由金属或塑料制成
。
阳极和阴极
阳极和阴极是电池的两 个电极，分别用于存储
正电荷和负电荷。
隔膜
一种绝缘材料，用于隔 离阳极和阴极，防止短
路。
电解液
一种导电溶液，用于传 输电荷并在阳极和阴极 之间建立电化学反应。
锂电池的工作原理
充电过程
能量密度
当电池充电时，正电荷被存储在阳极 ，负电荷被存储在阴极，同时电解液 中的离子在电场作用下向两极移动。
指电池每单位重量或体积所能存储的 能量，是衡量电池性能的重要指标。
锂硫电池技术
锂硫电池使用硫作为正极材料，具有高能量密度和低成本的优势， 是未来锂电池发展的重要方向。
锂空气电池技术
锂空气电池是一种新型的锂电池，使用空气中的氧气作为正极材料 ，具有极高的能量密度和环保性。
锂电池的市场需求与竞争格局
电动汽车市场
01
随着电动汽车市场的不断扩大，对锂电池的需求也在持续增长
电池老化
长期使用的锂电池可能存在老化现象 ，导致电池性能下降、容量减少，甚 至引发故障。
锂电池的故障诊断与处理
电池容量不足
电池内部短路
检查电池是否老化或损坏，如有问题及时 更换。
检查电池是否受到外部破损或内部故障， 如有需要更换电池。
电池充电故障
电池放电故障
检查充电设备是否正常，充电环境是否符 合要求，如有需要更换充电设备或改善充 电环境。
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电解液的几个理论问题
电导率是电解液的特性表征参数之一，决定了电 池的内阻和倍率特性，可以表示为：
K Zi2FCi
i 6ri
• 其中Zi 、Ci分别为离子的电荷数和摩尔浓度 • F为法拉第常数 • η为电解液的粘度 • ri为i离子的溶剂化半径 • 从上式可以看出电解质锂盐的浓度和电解液含有质子酸的杂质，如 水、有机酸、醇、醛、酮、胺、酰胺等；
• 有机电解液的配制； • 有机电解液中水、酸等杂质的脱除 • 电解液的包装
制备过程应该在洁净、气体氛围水含量小 于10ppm的环境下操作。
电解液的组成与作用—有机溶剂
有机溶剂的要求
• （1）适中的粘度和介电常数； • （2）较高的闪点和沸点与尽可能低的熔点； • （3）较宽的电化学稳定窗口； • （4）具有良好的热稳定性，使用温度尽可
• 有机溶剂的选择原则：介电常数高、粘度小有 机溶剂
• 介电常数高的有机溶剂其粘度必然也较大，粘 度小的有机溶剂其介电常数必然也较小
• 将介电常数大而黏度也大的有机溶剂如EC、 PC，与粘度小同时介电常数也小的有机溶剂 如DMC、DEC、EMC等混合使用。
电解液的组成与作用
影响电解液的几个因素 电解液工艺以及技术要求 有机溶剂 电解质锂盐 添加剂
电解液的组成与作用—添加剂
提高电解液电导率的添加剂：提高导电锂盐的溶解和电离 以及防止溶剂共插对电极的破坏
阳离子受体化合物，如 • NH3和一些低分子量胺类化合物能够显著提高电解液 的电导率 • 乙酰氨、含氮芳香杂环化合物如对二氮（杂）苯、间 二氮（杂）苯及其衍生物可避免配体的共插对电极的 破坏。 • 冠醚和穴状化合物12-冠-4、18-冠-6能与锂离子形成 螯合物，提高锂盐在有机溶剂中的溶解度，实现阴阳 离子对的有效分离和锂离子与溶剂分子的分离，提高 电解液的电导率，降低在充电过程中溶剂的共插和分 解的可能性。
电解液的组成与作用—电解质
几种锂盐的比较
• LiClO4：具有适当的电导率、热稳定性和耐氧化稳定性， 本身是一种强氧化剂，在有机电解液体系中可能会引起安 全问题
• LiBF4：热稳定性差、易于水解、电导率低，在低温型锂二 次电池中作为电解质，性能优于六氟磷酸锂
• LiAsF6：在已知锂盐的电解液体系中具有最好的循环效率、 较好的热稳定性和几乎最高的电导率，然而AsⅤ还原产物 具有潜在的致癌作用
电解液的组成与作用—添加剂
用以改善电池安全性的添加剂 有机电解液是极易燃烧的物质，当电池过热或过充电状态
下，都可能引起电解液的燃烧甚至爆炸，因此改善电解夜 的稳定性是改善锂离子电池安全性的一个重要方法。 在电池中添加一些高沸点、闪点和不易燃的溶剂可改善电 池的安全性。氟代有机溶剂如氟代链状醚C4F9OCH3、 氟代环状碳酸酯类化合物如一氟代甲基碳酸乙烯酯 （CH2F-EC）、二氟代碳酸乙烯酯（CHF2-EC）和三氟 代碳酸乙烯酯（CF3-EC）等具有较好的化学和物理稳定 性，较高的闪点和介电常数。能够很好的溶解电解质锂盐 和与其它有机溶剂混溶。电池中添加了这类有机溶剂电池 可表现出较好的充放电性能和循环性能。 在有机电解液中加入一定量的阻燃剂，如磷酸酯、亚磷酸 酯、磷腈
电解液的几个理论问题
介电常数对电解液电导率的影响 • 溶剂的介电常数越大，离子溶剂化程度 愈深，阴阳离子之间的距离就越大。 • 加入可与锂离子形成螯合物的溶剂如 DME或冠醚类化合物，实现电解质锂盐 阴阳离子对的有效分离，可极大地提高 阴阳离子间的距离，提高锂盐在电解液 中的浓度，从而获得较高的电导率。
能的宽； • （5）良好的化学和电化学稳定性，与电池
内的活性物质不发生反应； • （6）良好的安全性和环境相容性。
电解液的组成与作用—有机溶剂
常用有机溶剂
电解液的组成与作用—有机溶剂
碳酸酯类有机溶剂
• 环状碳酸酯:主要包括EC和PC，有较高的介 电常数、较高的沸点和闪点(>100℃ )，其 他环状碳酸酯如BC随着分子量增长，介电 常数低于降低，粘度却增加，对提高有机电 解液的电导率不利
电解液的组成与作用—几个影响因素
影响电解液性能的杂质 质子酸
• HF、H2O以及其他含有活泼氢原子的有机 酸、醇、醛、酮、胺和酰胺等物质
金属离子 • 指还原电位较锂离子高、含量相对较高的铁、 镍、钠、铝等金属杂质离子。
电解液的组成与作用—几个影响因素
影响电解液性能的杂质来源
• 六氟磷酸锂通常含有约100ppm的HF， 20-50ppm的水份；
电解液的几个理论问题
锂盐浓度对电导率的影响 • 锂盐的浓度越大，导电离子数增加，电 导率有增加的趋势，另一方面，随着锂 盐浓度的增加阴阳离子发生复合的几率 越大，电导率有降低的趋势，电导率通 常在电解液的浓度接近1M时有最大值。
电解液的几个理论问题
溶剂粘度对有机电解液电导率的影响
• 电解液电导率的大小与溶剂的粘度成反比，要 获得足够的电导率，电解液必须具有较低的粘 度。
影响电解液电导率的两个重要因素
电解液的几个理论问题
锂盐溶解过程对有机电解液电导率的影响 • 有机溶剂对离子溶剂化作用越强，锂盐 在有机溶剂中的溶解度越大。 • 有机溶剂如EC、PC、DEC和DMC等都 是阳离子接受体，直接影响阳离子的溶 剂化过程。一些阴离子接受体的硼基化 合物能够和阴离子形成配位作用，从而 使锂盐阴离子发生强烈的溶剂化，只需 添加少量就能明显提高锂盐的溶解度和 电解液的电导率。
电解液的组成与作用—有机溶剂
醚类有机溶剂 冠迷及其衍生物
• 冠醚和穴醚如12-冠-4能与锂离子形成螯合 物，提高锂盐在有机溶剂中的溶解度，实现 阴阳离子对的有效分离和锂离子与溶剂分子 的分离，提高电解液的电导率，而且能够降 低在充电过程中溶剂的共插和分解的可能性。
电解液的组成与作用—有机溶剂
• 缺点：
安全性方面需要进一步改进
电解液的组成与作用—电解质
电解质锂盐：LiClO4、LiBF4、LiASF6、 LiPF6、LiCF3SO3和LiN(SO2CF3)2
电解质锂盐的要求
• 易溶于有机溶剂，易于解离，以保证电解液 有较好的电导率；
• 具有较好的电化学稳定性和化学稳定性； • 环境友好性，分解产物对环境影响较小； • 易于制备和纯化，价格较便宜。
电解液的组成与作用—添加剂
主要用以改善电极SEI膜性能的添加剂 SEI（Solid electrolyte interphase） 膜：在
电池初期充放电过程中在碳负极与电解液的相界 面上形成的覆盖在碳电极表面的钝化层。 优良的SEI膜不溶于有机溶剂，导离子，不导电 子和溶剂分子，从而阻止溶剂分子共插，提高电 池的循环效率和可逆容量等性能。 SO2、CO2、VC、Cl-EC（氯代碳酸乙烯酯）、 Me-ClF（氯代甲酸甲酯）、anisole(苯甲醚)， 能够显著的改善电池的循环性能，提高电池的可 逆容量。
电解液的组成与作用—添加剂
提高电解液电导率的添加剂 阴离子受体化合物如
• 硼基化合物(C6H3F)O2B(C6H3F2)、 (C6F4)O2(C6F5)
电解液的组成与作用—添加剂
过充电保护添加剂 过充电保护添加剂在正常充放电时不参加任何电
化学反应，在过充电时通过一定的方式阻断电流， 从而提高电池的安全性。 1、过充电时添加剂在阳极表面氧化聚合，电阻增 加，电流急剧下降，从而实现安全保护，如联苯、 环己基苯 2、在电解液中添加合适的氧化还原对，当充电电 压超过电池的正常充放电电压时，添加剂在正极 上氧化，氧化产物扩散到负极被还原，还原产物 再扩散到正极被氧化，整个过程循环进行，直到 电池的过充电结束，如4-氟苯甲醚、苯甲醚。
• LiPF6> LiClO4>LiBF4>LiAsF6>LiN(SO2CF3)2>LiCF3SO 3
• 电导率变化（在EC/DMC中） LiASF6≈LiPF6>LiClO4≈LiN(SO2CF3)2>LiBF4>L iCF3SO3
• 热稳定性：LiCF3SO3>LiN(SO2CF3)2> LiASF6>LiBF4>LiPF6
电解液的组成与作用—添加剂
电解液的添加剂：“用量小，见效快”， 能显著地改善电池的某些性能如提高电解 液的电导率、电池的循环效率和可逆容量 等。
• （1）用量小； • （2）对电池性能没有副作用，不与构成电池
的其它材料发生副反应； • （3）溶于有机电解液； • （4）价格相对较低，没有毒性或毒性较小。
• LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2：热稳定性好，不易水解，电导 率低，对铝集流体有腐蚀作用。
• LiPF6：较好的电导率、突出的化学和电化学稳定性，缺点 是热稳定性稍差且易于水解，目前已得到广泛的商业化应 用。
电解液的组成与作用—电解质
几种锂盐在溶剂体系中的特性变化规律 • 氧化稳定性（在EC/DMC中）
羧酸酯类有机溶剂 环状羧酸酯
• γ-丁内酯（γ-BL），在一次锂电池中得到应用， 遇水易分解，而且还具有较大的毒性。
链状羧酸酯
• 甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、丙酸甲 酯（MP）和丙酸乙酯（EP）
电解液的组成与作用—有机溶剂
其它有机溶剂 含硫有机溶剂
• 如亚硫酸乙烯酯（ES）、亚硫酸丙烯酯 （PS）、亚硫酸二甲酯（DMS）和亚硫酸二 乙酯（DES）。
电解液的组成与作用—电解质
电解质材料：LiAsF6、LiPF6、LiBF4、R4NBF4、 R4NPF6
• 优点：
比能量大（为常规电池的2－3倍） 自放电小（每月小于12%）、 循环寿命长（可达1000次全充放寿命）、 充放电快（2小时快速充电能力）、 优良的高低温放电性能（可在-20℃－＋6 O℃条件下工作） 无记忆效应和较好的安全性
• 精制后的有机溶剂通常仍含有100— 300ppm的有机酸、醇、醛、酮、胺和酰胺 等杂质以及痕量的水（通常<20ppm）；