锂离子电池电解液.ppt

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1、锂离子电池电解液东莞杉杉电解液/电极界面电解液的组成电解液生产工艺电解液的发展方向电解液生产工艺包装桶预处理水洗检测烘干氩气置换检测工业级原料高纯级原料脱水脱醇精馏检测检测配制检测灌装精制LiPF6成品入库精馏或脱水产品罐反应釜灌装出厂手套箱精馏和脱水对于使用的有机原料分别采取精馏或脱水处理以达到锂电池电解液使用标准。但是受到化工工艺和安全性问题的制约，仅仅对EC和DEC采取精馏的方式进行提纯处理，其余的有机溶剂均采用脱水处理达到使用标准。在精馏或脱水阶段，需要对有机溶剂检测的项目有：纯度、水分、醇含量产品罐在对有机溶剂完成精馏或脱水后，经过真空氩气保护管道进入

2、产品罐、等待使用。根据电解液物料配比，在产品罐处通过电子计量准确称量有机溶剂。如果产品罐中的有机溶剂短时间未使用，需要再次对其进行纯度、水分、醇含量的检测，继而根据生产的需要准确进入反应釜。反应釜依据物料配比和加入先后顺序，有机溶剂依次在反应釜充分搅拌、混匀，然后通过手套箱加入所需的锂盐和电解液添加剂。在加入物料开始到结束应控制反应釜的搅拌速度、温度等，在完全搅拌两小时后，对电解液检测的项目有：水分、电导率、色度、醇含量灌装经搅拌均匀、检测合格的液体电解液在氩气环境下被灌入电解液包装桶，进行编号，最终进入仓库等待出厂。由于电解液自身的物理、化学性质等因素，入库的

3、电解液应在短时间内使用，防止环境等因素导致电解液的变质电解液的组成由于锂离子电池负极的电位与锂接近，比较活泼，在水溶液体系中不稳定，必须使用非水、非质子性有机溶剂作为锂离子的载体。电解质锂盐是提供锂离子的源泉，保证电池在充放电循环过程中有足够的锂离子在正负极来回往返，从而实现可逆循环。因此必须保证电极与电解液之间没有副反应发生。为了满足以上要求就需要在电解液生产过程中控制有机溶剂和锂盐的纯度和水分等指标，以确保电解液在电池工作时充分、有效的发挥作用锂离子电池所使用的有机溶剂1.碳酸酯类2.羧酸酯类3.醚类有机溶剂4.含硫有机溶剂1碳酸酯类碳酸酯类溶剂具有较好的电

4、化学稳定性、较高的闪点和较低的熔点在锂离子电池中得到广泛的使用。碳酸酯类的溶剂就其结构而言，主要分为两类：1.环状碳酸酯PC和EC2.链状碳酸酯DMC、EMC、DEC3醚类有机溶剂醚类有机溶剂介电常数低，黏度较小，但是醚类的性质活泼，抗氧化性不好，故不常用作锂离子电池电解液的主要成分，一般做为碳酸酯的共溶剂或添加剂使用来提高电解液的电导率.4含硫有机溶剂含硫溶剂中最有可能在锂离子电池中使用的是砜类。但是大部分砜类室温下为固体，只有与其它溶剂混合才能构成液体电解液。此外砜类溶剂一般具有非常高的稳定性和库仑效率，有利于提高电池的安全性和循环性能。但是砜类的熔点高和黏

5、度大成为它的最大缺点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有机溶剂选择标准锂电池性能优良的锂盐特点：1.锂盐在有机溶剂中有足够高的溶解度，缔合度小，易于解离，以保证电解液具有较高的电导率2.阴离子具有较高的氧化和还原稳定性，在电解液中稳定性好，还原产物有利于电

6、极钝化膜的形成3.具有较好的环境亲合性，分解产物对环境污染小4.易于制备和纯化，生产成本低LiClO4LiAsF6LiBF4LiPF6LiCF3SO3LiN(CF3SO2)2LiC(SO2CF3)3新型的硼酸锂盐由于PF6-的缔合能力较差，形成LiPF6电解液的电导率较大，高于其它所有无机锂盐。此外它的电化学稳定性强，阴极的稳定电压达5.1V，远高于锂离子电池要求的4.2V，且不腐蚀铝集流体，综合性能优于其它锂盐LiPF6的热稳定性不如其它锂盐，即使在高纯状态下也能发生分解。生成的气态PF5具有较强的路易斯酸性，会与溶剂分子中氧原子上的孤电子对作用使溶剂发生分解

7、反应反应过程中将产生二氧化碳等气体使电池内压增加，带来不安全的因素LiPF6→LiF+PF5添加剂一般具有以下特点：1.较少用量即能改善电池的一种或几种性能2.对电池性能无副作用3.与有机溶剂有较好的相溶性4.价格相对较低5.无毒性或毒性较小6.不与电池中其它材料发生副反应1.负极的成膜添加剂2.过充保护的添加剂3.阻燃添加剂4.稳定剂5.提高电导率的添加剂6.高低温性能添加剂添加剂电解质对电池性能的影响1.电池容量2.电池内阻及倍率充放电性能3.电池操作温度范围4.电池储存和循环寿命5.电池安全性6.电池自放电性能7.电池过充电和过放电行为电极/电解液界面负

8、极与电解液界面1负极的碳