《锂离子电池电解液》PPT课件

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1、锂离子电池电解液介绍1.1电池爆炸◇案例●8全球10大IT灾难排行索尼笔记本电池爆炸上榜（2006年）笔记本电脑再次因为索尼电池引发爆炸事件。富士通公司对外宣布，2006年10月24日，日本发生笔记本电脑电池爆炸事件，并伤及到人，这台笔记本电脑使用的电池也是由索尼公司生产的。手机爆炸频酿伤亡事故●2007年11月29日国外媒体报道，韩国清原地区发生手机爆炸事故，直接导致一名工人死亡。●2007年6月27日广州白云区的一名打工仔拿出新买的索爱K700二手手机把玩，乳头被炸飞。●2007年6月19日甘肃发生我国首例手机爆炸致人

2、死亡事故,位于甘肃金塔县双城镇的营盘铁选厂一电焊工作业时，手机电池爆炸，导致其肋骨断裂并刺破心脏而死亡。●2007年5月31日浙江钱江小商品市场，一男子裤兜里的手机爆炸，大腿都烧得脱皮，手机是2000年买的，3月换新电池。●2006年3月15日北京一手机用户发现电池发热，几分钟后发生爆炸，男子右手手掌和前胸被炸伤。●2004年4月香港发生首例手机电池爆炸，导致用户右眼几乎失明。●2003年9月5日因装裤袋里的手机电池突然爆炸，深圳傅小姐的大腿被烧成十级伤残。●2003年10月荷兰一名用户放裤兜里的手机发生爆炸，把腿炸伤。主

3、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

4、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

5、，但是溶解度太低。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、氯代和溴代碳酸酯等，借助卤素原子的

6、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。2.导电添加剂对提高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

7、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）。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4.过充保护添加剂对

8、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