锂离子电池的组成部分(二)

锂离子电池的组成部分(二)

　　二、电解液 :

　　第一代电解液：PC + DME + 1M LiPF6   与石墨负极匹配性差，易发生溶剂共嵌入。

　　第二代电解液：EC + DMC（or DEC） + 1M LiPF6  低温性能差。

　　第三代电解液：EC + DMC（DEC） + EMC + 1M LiPF6   电导率可达10-2S.cm-1，＞50%。

　　目前工作大多集中在选择添加剂方面，以提高电池首次充放电效率，提高SEI稳定性。

　　液态电解质溶液 : 锂离子电池採用溶有锂盐的非质子有机溶剂为电解液。由于有机电解液参与负极表面SEI膜的形成，因此对电池性能的影响重大。

　　作为锂离子电池的电解液，需满足以下几个基本条件：

　　①    化学稳定性好，电化学视窗宽。

　　②    电导率高。

　　③    与负极材料适配性好，并能形成稳定SEI膜。

　　④    工作温度范围宽（-40—60℃）。

　　⑤    价格低廉，材料易得。

　　⑥    无毒，无污染。

　　★ 溶剂部分 :

　　非质子性有机溶剂。为获得尽可能高的电导，常採用二元或多元组分溶剂。

　　a、 碳酸丙烯酯 PC （Propylene Carbonate）。

　　b、碳酸乙烯酯 EC （Ethylene Carbonate ）。

　　c、 碳酸二甲酯 DEC（Dimethyl Carbonate）。

　　d、Propiolic Acid 甲酯。

　　e、 1,4–丁丙酯 GBL（γ- Butyrolactone）。

　　★ 溶质部分 :

　　a、 LiPF6（主要）。

　　b、LiBF4。

　　c、 LiClO4。

　　d、LiAsF6。

　　e、 LiCF3SO3等

　　A、环状碳酸化合物（cyclic carbonate）

　　常用 EC（Ethylene Carbonate）及PC（Propylene Carbonate） :

　　①    光气法 --- 利用双醇化合物﹝glycol﹞和光气反应

　　CH2OHCH2OH + COCl2 -------> (CH2O)2CO + 2 HCl

　　②    二氧化碳合成法  CH2OCH2 + CO2 -------> (CH2O)2CO

　　B、 链状碳酸化合物

　　C、常用DMC（Dimethyl Carbonate）和DEC（Diethyl Carbonate） :

　　①    一氧化碳合成法: 2CH3OH + CO + 1/2 O2 -------> (CH3O)2CO + H2O

　　②    酯交换法: C2H5OH + (CH3O)2CO -------> CH3OCOOC2H5 + CH3OH

　　★ 聚和物电解质开发（polymer electrolyte） :

　　①    Dry polymer Electrolyte:聚合物掺杂锂盐形成“聚合物—锂离子络合物”。

　　由于室温锂离子电导率低（约10-8s.cm-1），难以满足应用要求

　　②    Plasticized Polymer Electrolyte(塑胶化聚合物电解质)：採用增塑方法，将有机电解质溶液作为增塑剂加入到聚合物基质材料（如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，PAN聚丙烯腈，PVDF聚偏氟乙烯）形成的网路结构中，并使之固定化。

　　电导率可达10-4——10-3s.cm-1，已接近液相溶液电导率，能满足实用要求，已进入实际应用（商品化聚合物锂离子电池）。

　　自Bellcore公司于1994年率先报导聚合物锂离子电池以来，聚合物电解质的开发受到越来越广泛的关注。目前工作大多集中在进一步提高膜的实用性能（机械性能及电导率）、发展新的製备方法（光、热引发现场聚合）以及揭示导电机理等方面。