锂离子电池电解液
锂离子电池电解液
锂电池电解液特性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。
基本信息中文名称锂电池电解液组成锂盐和有机溶剂含义离子传输的载体分类电池锂电池电解液主要成分介绍1.碳酸乙烯酯:分子式: C3H4O3透明无色液体(>35℃),室温时为结晶固体。
沸点:248℃/760mmHg ，243-244℃/740mmHg;闪点:160℃;密度:1.3218;折光率:1.4158(50℃);熔点:35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶剂。
可用作纺织上的抽丝液;也可直接作为脱除酸性气体的溶剂及混凝土的添加剂;在医药上可用作制药的组分和原料;还可用作塑料发泡剂及合成润滑油的稳定剂;在电池工业上，可作为锂电池电解液的优良溶剂2.碳酸丙烯酯分子式:C4H6O3无色无气味,或淡黄色透明液体，溶于水和四氯化碳，与乙醚，丙酮，苯等混溶。
是一种优良的极性溶剂。
本产品主要用于高分子作业、气体分离工艺及电化学。
特别是用来吸收天然气、石化厂合成氨原料其中的二氧化碳，还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。
毒理数据:动物实验经口服或皮肤接触均未发现中毒.大鼠经口LD50=2,9000mg/kg.本品应储存于阴凉、通风、干燥处，远离火源，按一般低毒化学品规定储运。
3.碳酸二乙酯分子式:CH3OCOOCH3无色液体，稍有气味;蒸汽压1.33kPa/23.8℃;闪点25℃(可燃液体能挥发变成蒸气，跑入空气中。
温度升高，挥发加快。
当挥发的蒸气和空气的混合物与火源接触能够闪出火花时，把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃，把发生闪燃的最低温度叫做闪点。
闪点越低，引起火灾的危险性越大。
);熔点-43℃;沸点125.8℃;溶解性:不溶于水，可混溶于醇、酮、酯等多数有机溶剂;密度:相对密度(水=1)1.0;相对密度(空气=1)4.07;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用作溶剂及用于有机合成①健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
锂离子电池电解液
固态电解液
凝胶电解液
• 以固态溶剂为溶剂的电解液，具有较好的热稳定性和电
• 以凝胶态溶剂为溶剂的电解液，具有较好的粘度和机械
化学稳定性，可以提高电池的安全性
强度，可以提高电池的循环稳定性和安全性
• 固态电解液的优点是热稳定性和电化学稳定性好，但导
• 凝胶电解液的优点是热稳定性和电化学稳定性好，且导
电性较差，导致电池内阻较大
的优点，提高电池的性能
• 凝胶-液体混合电解液的优点是导电性好、热稳定性和电化学稳定性好，且制备工
艺较简单，成本较低
03
锂离子电池电解液的制备方法与工艺
有机电解液的制备方法与工艺
溶胶-凝胶法
溶液混合法
• 将锂盐、溶剂和添加剂混合均匀，形成溶胶状，然后经
• 将锂盐、溶剂和添加剂分别溶解在各自的溶剂中，然后
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锂离子电池电解液研究进展
DOCS
01
锂离子电池电解液的基本组成与性质
锂离子电池电解液的主要成分及其作用
锂盐
• 锂离子电池电解液的主要组成部分，影响电解液的导电性能和锂离
子传输效率
• 常用的锂盐有LiPF6、LiBF4、LiClO4等，其中LiPF6因其高导电性
和稳定性而得到广泛应用
溶剂
• 锂离子电池电解液的溶剂要求具有较高的介电常数、良好的化学稳定
性和较低的粘度
• 常用的溶剂有EC（碳酸乙烯酯）、DMC（碳酸二甲酯）、DEC（碳
酸二乙酯）等，不同溶剂的组合可以调整电解液的性能
⌛️
添加剂
• 添加剂可以改善电解液的性能，提高电池的循环稳定性、安全性和倍
锂电池电解液基础知识
锂离子电池电解液1 锂离子电解液概况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”，在电池中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（六氟磷酸锂，LiFL6）、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。
有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。
自1991年锂离子电池电解液开发成功，锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。
目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。
在锂离子电池电解液研究和生产方面，国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国，以日本的电解液发展最快，市场份额最大。
国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。
不同的电解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。
电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池鼓胀。
EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。
据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在Li x C6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电特性。
锂电池电解液的作用
锂电池电解液的作用
锂电池电解液的主要作用是提供离子导电途径，将正极和负极之间的离子输送，以维持电池的正常工作。
具体而言，锂电池电解液的作用包括以下几个方面：
1. 提供离子传输：锂电池电解液中含有锂离子（Li+），它可以在电解液中自由移动。
在充电时，锂离子从正极释放出来，在电解液中游动到负极。
在放电时，锂离子则从负极移动到正极。
电解液中的锂离子在电极之间的来回移动，完成电流的传输。
2. 维持电池反应平衡：锂电池电解液中还含有溶剂和添加剂，如有机溶剂和盐类等。
这些物质起着维持电池反应平衡的作用，确保锂离子在电解液和电极之间的传输过程中能够高效、稳定地进行。
3. 维持电池温度：锂电池电解液中的溶剂可以吸收和释放热能，起到调节电池温度的作用。
当电池工作时，由于反应过程会产生热量，电解液可以通过吸收热量来防止电池过热，同时通过释放热量来防止电池过冷。
总之，锂电池电解液是锂电池运行的重要组成部分，它不仅提供离子传输，维持电池反应平衡，还能调节电池温度，保证电池的性能和安全性。
锂离子电池中电解液的功能
锂离子电池中电解液的功能锂离子电池是一种可充电电池，其中的电解液在整个电池中起着至关重要的作用。
电解液通常是由有机溶剂和锂盐组成的液体，它是连接正极和负极之间的重要介质。
本文将详细介绍锂离子电池中电解液的功能及其重要性。
1.提供离子传递通道电解液是锂离子电池内部正极和负极之间的媒介，它提供了锂离子在电池内传输的通道。
在充电过程中，离子从正极经过电解液传输到负极，充满了电池。
当电池放电时，锂离子通过电解质从负极传输到正极，放电电池。
因此，电解液在整个电池充放电过程中的重要性不言而喻。
2.稳定电池电解液还具有稳定电池的能力。
电池中的电解液可以确保锂离子始终稳定地传输。
如果电解液的质量不高，电池会出现不稳定和电压波动。
这可能对电池的寿命和性能产生负面影响。
因此，电解液的质量和稳定性对锂离子电池的功能至关重要。
3.调节电池温度电解液也可以在电池中发挥冷却作用，这对电池的正常运行非常重要。
在使用电池时，由于能量变化和反应热的影响，电池会发热。
优质电解液可以发挥降低电池温度的作用，这也是锂离子电池中电解液重要功能之一。
4.保持电池活性有些电解液还可以对电池内活性材料（通常是正极材料）进行保护。
例如，某些电解质可以有效保护电池中的锂钴氧化物正极材料，并延长电池寿命。
这种电解液还可以降低电池电压衰减（容量衰减），从而使电池的性能更加持久。
5.提高电池效率电池电解液还可以通过提高电池的效率来提高电池性能。
优质电解液可以提高电池的放电容量和能量密度，从而使电池在长期使用中表现得更出色。
电池电解液中不同种类的溶剂和盐也可以影响电池的内阻和互补性，从而影响电池的功率输出和寿命。
总之，电解液对锂离子电池的性能和寿命有着极为重要的影响。
锂离子电池的创新发展与电解液的创新密不可分，因此电解液的质量、稳定性，设计和配方对锂离子电池行业的发展具有至关重要的作用。
锂离子电池电解液
锂离子电池电解液锂离子电池电解液是一种用于锂离子电池中的重要组成部分。
它是充放电过程中起到媒介和导电介质作用的液体。
锂离子电池电解液的质量和稳定性直接影响着锂离子电池的性能表现和安全性。
本文将介绍锂离子电池电解液的基本成分、特点、制备工艺和发展趋势。
锂离子电池电解液的基本成分包括有机溶剂、锂盐和添加剂。
有机溶剂一般采用碳酸酯、醚类、碳酸酯醚混合物等，它们具有较好的溶解性和电导率。
锂盐是电解液中的重要离子源，常见的有锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂、硫酸锂等。
添加剂主要用于改善电解液的性能，如增强电导率、提高锂离子迁移率、提高电池循环寿命等。
锂离子电池电解液具有较高的离解度和良好的电导率，能够提供足够的锂离子传输和储存能力。
此外，锂离子电池电解液还具有低的粘度、良好的能量储存和快速的离子传输速率等特点，使得锂离子电池具有高能量密度和快速充放电能力。
制备锂离子电池电解液的工艺主要包括溶剂处理、盐溶液配置和添加剂混合等步骤。
首先，通过对有机溶剂进行处理和纯化，去除其中的杂质和水份；然后将锂盐溶解于纯化后的有机溶剂中，配置成一定浓度的锂盐溶液；最后，根据需要，将添加剂逐一加入锂盐溶液中，并进行充分混合，以得到性能优良的锂离子电池电解液。
锂离子电池电解液的发展趋势主要体现在提高电解液的安全性、提高锂离子电池的能量密度和延长电池的循环寿命等方面。
为了提高安全性，研究人员致力于开发具有更低易燃性和更高抗热辐射性的电解液。
为了提高能量密度，需要开发更高容量的锂盐和有机溶剂，以提供更多的能量储存。
同时，还需要改进添加剂的性能，以增强电解液的稳定性和抗氧化性，延长电池的使用寿命。
综上所述，锂离子电池电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对锂离子电池的性能和安全性具有重要影响。
随着科技的不断进步和人们对高性能电池的需求不断增加，锂离子电池电解液的研究和开发将会越来越重要。
通过持续的创新和改进，相信未来锂离子电池电解液将会更加安全、高效和可靠，为各种领域的电子设备和交通工具提供更好的能源解决方案。
锂离子电池电解液 标准
锂离子电池电解液标准一、物理化学性质1. 外观：电解液应为无色或浅黄色透明液体，无悬浮物、沉淀和杂质。
2. 密度：电解液的密度应符合产品规格要求，一般介于1.10-1.20g/cm³之间。
3. 粘度：电解液的粘度应适中，以确保良好的离子传导性能。
4. 电导率：电解液的电导率应不小于一定值，以保证电池的离子传导性能。
5. 化学稳定性：电解液应具有良好的化学稳定性，能在电池的工作温度范围内保持稳定。
6. 闪点：电解液的闪点应高于一定值，以降低火灾风险。
7. 挥发性：电解液的挥发性应适中，以确保电池在使用过程中的安全性。
二、电化学性能1. 循环性能：电解液应能提供良好的离子传输，以提高电池的循环寿命。
2. 容量保持率：电解液应能提高电池的容量保持率，以提供更长的电池使用时间。
3. 充放电性能：电解液应具有良好的充放电性能，以提供快速的充电和放电速度。
4. 高温性能：在高温环境下，电解液应能保持稳定的化学性质，以防止电池过热而失效。
5. 低温性能：在低温环境下，电解液应能保持稳定的离子传输性能，以确保电池在寒冷地区的使用效果。
6. 荷电状态下的稳定性：电解液应能在电池的荷电状态下保持稳定，以防止电池自放电过大。
7. 腐蚀性：电解液应对电池的阳极和阴极材料具有良好的兼容性，以防止电池内部腐蚀。
三、安全性能1. 燃烧性：电解液应具有较低的燃烧性，以降低电池在遇到火源时的燃烧风险。
2. 毒性：电解液应无毒或低毒，以降低对人体和环境的风险。
3. 皮肤刺激性：电解液应对皮肤无刺激或低刺激，以确保使用过程中的安全性。
4. 电池安全性：电解液应与电池的其他组件兼容，以确保电池在使用过程中的安全性。
5. 环境安全性：电解液应易于降解，以降低对环境的影响。
6. 静电安全性：电解液应具有较低的静电荷，以降低在生产和使用过程中的风险。
7. 可燃性物质含量限制：电解液中可燃性物质的含量应符合一定标准，以确保电池的安全性。
锂离子电池电解液成分比例
锂离子电池电解液成分比例
摘要：
I.锂离子电池电解液概述
- 锂离子电池的工作原理
- 电解液的作用
II.锂离子电池电解液成分
- 溶剂
- 锂盐
- 添加剂
III.锂离子电池电解液成分比例
- 溶剂的比例
- 锂盐的比例
- 添加剂的比例
IV.锂离子电池电解液比例对电池性能的影响
- 电解液比例对电池容量的影响
- 电解液比例对电池循环寿命的影响
- 电解液比例对电池安全性能的影响
V.结论
正文：
锂离子电池电解液是锂离子电池的重要组成部分，它的主要功能是在电池正负极之间传输锂离子，从而实现电池的充放电。
电解液的成分及其比例对电
池的性能有着重要的影响。
锂离子电池电解液主要由溶剂、锂盐和添加剂组成。
溶剂是电解液的主要成分，通常占到电解液总量的80%-85%，它负责携带锂离子在电池内部传输。
锂盐是电解液中锂离子的来源，其比例通常在10%-12% 之间。
添加剂是为了改善电解液的性能而添加的，其比例在3%-5% 之间。
锂离子电池电解液成分的比例对电池性能有着重要的影响。
首先，电解液中溶剂的比例决定了电池的容量。
溶剂越多，电池容量越大，但电解液的电导率会降低，从而影响电池的充放电速度。
其次，锂盐的比例决定了电池的充放电次数。
锂盐越多，电池的充放电次数越多，但电池容量会降低。
最后，添加剂的比例对电池的性能也有重要影响。
适量的添加剂可以改善电解液的电导率和稳定性，从而提高电池的性能。
总的来说，锂离子电池电解液成分的比例对电池的容量、充放电次数和安全性都有着重要的影响。
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锂离子电池整体性能
负极 材料 正极 材料
电解液
锂离子 电池性能
正确 使用
材料 兼容性
制作 工艺
谢谢！
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，如下式 所示。 正极：R→O+ne负极：O+ne-→R 最佳的过充电保护添加剂应该具有4.2-4.3V的截 止电压，从而满足锂离子蓄电池大于4V电压的要 求，总的来说，这一部分的研究工作还有待进一 步研究。
电解质锂盐的一些理化参数
电解质锂盐在充电过程中的反应
电解液添加剂主要分类
• • • • • • • 1.成膜添加剂； 2.导电添加剂； 3.阻燃添加剂； 4.过充保护添加剂； 5.控制电解液中H2O和HF含量的添加剂； 6.改善低温性能的添加剂； 7.多功能添加剂。
1.成膜添加剂
• 优良的SEI膜具有有机溶剂不容性，允许锂离子自 由的进出电极而溶剂分子无法穿越，从而阻止溶 剂分子共插对电极的破坏，提高电池的循环效率 和可逆容量等性能。主要分无机成膜添加剂 （SO2、CO2、CO等小分子以及卤化锂等）和有 机成膜添加剂（氟代、氯代和臭代碳酸酯等，借 助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电力 能力，使添加剂在较高的电位条件下还原并有效 钝化电极表面，形成稳定的SEI膜。）另有Sony 公司专利报道，在锂离子电池非水电解液中加入 微量苯甲醚或其卤代衍生物，能改善电池的循环 性能，减少电池的不可逆容量损失。
6.改善低温性能的添加剂
• 低温性能为拓宽锂离子电池使用范围的 重要因素之一，也是目前航天技术中必须 具备的。N，N一二甲基三氟乙酰胺的黏度 低(1.09mPa•S，25°C)、沸点(135°C)和 闪点(72°C)高，在石墨表面有较好的成膜 能力，对正极也有较好的氧化稳定性，组 装的电池在低温下具有优良的循环性能。 有机硼化物、含氟碳酸酯也有利干电池低 温性能的提高。
7.多功能型添加剂
• 多功能添加剂是锂离子电池的理想添加剂，它们 可以从多方面改善电解液的性能，对提高锂离子 电池的整体电化学性能具有突出作用。正在成为 未来添加剂研究和开发的主攻方向。 实际上，现有的某些添加剂本身就多功能添加 剂。例如，12-冠-4加入PC溶剂后。在提高Li+的 自身导电性的同时，利用冠状配体在电极表面的 亲电作用使得Li+在电极界面与溶剂分子反应的可 能性大大降低，冠醚对Li+的优失溶剂化作用抑制 了PC分子共插，电极界面SEI膜得到优化，减少 了电极首次不可逆容量损失。此外，氟化有机溶 剂、卤代磷酸酯如BTE和TTFP加入电解液后，不 仅有助于形成优良的SEI膜，同时对电解液具有一 定的甚至明显的阻燃作用。改善了电池多方面性 能。
5控制电解液中水和HF含量的添加剂
• 有机电解液中存在的痕量水和HF对性能优良的 SEI膜的形成是有一定作用的，这些都可以从EC、 PC等溶剂在电极界面的反应中看出。但水和酸 (HF)的含量过高，不仅会导致LiPF6的分解，而且 会破坏SEI膜。当A12O3、MgO、BaO和锂或钙 的碳酸盐等作为添加剂加入到电解液中，它们将 与电解液中微量的HF发生反应，降低HF的含量， 阻止其对电极的破坏和对LiPF6分解的催化作用， 提高电解液的稳定性，从而改善电池性能。但这 些物质去除HF的速度较慢，因此很难做到阻止 HF对电池性能的破坏。而一些酸酐类化合物虽然 能较快地去除HF，但会同时产生破坏电池性能的 其它酸性物质。烷烃二亚胺类化合物能通过分子 中的氢原子与水分子形成较弱的氢键，从而阻止 水与LiPF6电解液导电能力的添加剂的研究主要着眼 于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。 • 按其作用类型可分为与阳离子作用型（主要包括 一些胺类和分子中含有两 个氮原子以上的芳香杂 环化合物以及冠 醚和穴状化合物 ）、与阴离子 作用型（阴离子配体主要是一些阴离子受体化合 物，如硼基化合物）及与电解质离子作用型（中 性配体化合物主要是一些富电子基团键合缺电子 原子N或B形成的化合物，如氮杂醚类和烷基硼 类 ）。 •
Company
LOGO
锂离子电池电解液介绍
技术部：崔明 2008.04.21
主要内容
1. 主要组分 2. 溶剂体系 3. 电解液锂盐
4. 添加剂组分
电解液常用主要组分
• 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）； • 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.
主要溶剂组分理化参数
主要溶剂组分充电过程中的反应
羧酸酯类溶剂
• 优点：MA和EA作为低温电解液能够使SEI 膜致密，MP和EP作为碳酸酯类混合溶剂， 显示出一定优越性，MF易于纯化，具有较 高的介电常数，用它配制的电解液具有很 高的电导率并且能在非常低温度下工作， 电化学稳定范围较宽（＞4.5V）； • 缺点：由于极性强和对Li有较强的活性，导 致锂电极的循环效率较差，同时增加了界 面电阻。
几种常用锂盐的简单性能对比
• LiBF4：低温性能比较好，但是价格昂贵和 溶解度比较低； • LiPF6：综合性能比较好，缺点是易吸水水 解； • LiAsF6：综合性能比较好，但是毒性太大； • LiClO4：综合性能比较好，但是强氧化性导 致安全性不高； • LiBOB：高温性能比较好，尤其能拟制溶剂 对负极的插入破坏，但是溶解度太低。
3.阻燃添加剂
• 作为商业化应用，锂离子蓄电池的安全问题依然 是制约其应用发展的重要因素。锂离子蓄电池自 身存在着许多安全隐患，如充电电压高，而且电 解质多为有机易燃物，若使用不当，电池会发生 危险甚至爆炸。因此，改善电解液的稳定性是改 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、高闪点和不易燃的溶剂可改善 电池的安全性。 • 主要分为(1)有机磷化物 (2)有机氟代化合物(3)卤 代烷基磷酸酯
电解液制作中注意的问题
• 1.考虑电池壳体形状不同适当增加电液润湿 性； • 2.考虑电池对容量以及放电速率要求不同调 配电解液电导率等； • 3.根据电极材料以及具体放电要求不同调配 添加剂的用量不同； • 4.根据用户对电解液用量决定的储存时间长 短决定电液中稳定剂的取舍。
电解液制作过程中的控制参数
锂离子电池电解液
溶剂 体系
锂盐 性能
添加剂 作用
电解液性能
与电极材料 兼容性
水分酸度 控制
结论
• 锂离子电池的整体性能，不仅取决 于电极材料，而且也取决于相关材料。 随着近年来锂离子电池工业的迅速发 展，新型添加剂的研究与开发已经成 为锂离子电池研究中一个活跃的领域， 并在国内外取得了进展。其研究目标 是使电解液体系的选择性大大增加， 从而进一步提高电池的整体电化学性 能。