电解液如何影响锂离子电池的质量？

电解液如何影响锂离子电池的质量？

电解液作为锂离子电池四大关键材料之一，对电池的性能和质量有着至关重要的影响。本文将深入探讨电解液的成分、作用及其对电池质量的影响，揭示其在锂离子电池中的重要作用。

电池
电解液是四大关键材料之一锂离子电池（正极、负极、隔膜、电解液），锂离子电池电解液是电池中离子传输的载体，起着至关重要的作用。锂离子电池电解液一般由锂盐和有机溶剂组成。

电解质的作用

电解质，大的分类可以按照液体电解质、固体电解质和凝胶电解质；液体电解质，可分为有机电解质和无机电解质。目前应用最广泛的是液体有机电解质。

电解液溢出电池壳内，电池的正负极和隔膜浸入其中。一方面，电解液提供一些活性锂离子，在充放电过程中用作导电离子。另一方面，电解质提供离子通道或载体，锂离子可以在其中自行移动。

锂离子电池电解液是电池内离子传输的载体。锂离子电池的正负极之间起到导电离子的作用，就像正极和负极之间的“爱情纽带”，使锂离子电池获得高电压、高比能量等优点的保证。

锂离子电池电解液的主要成分

电解液一般由高纯有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成。锂离子电池电极液的主要成分有以下七种：

1. 碳酸乙烯酯：分子式：C3H4O3，半透明无色液体（>35℃），常温下为结晶固体，是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶剂。

2. 碳酸丙烯酯，无色无味，或淡黄色半透明液体，易溶于水和四氯化碳，与乙醚、丙酮、苯等混溶。本品应贮存于阴凉、通风、干燥处，远离火源，按低毒化学品一般规定贮运。

3. 碳酸二乙酯，无色液体，微有气味；蒸气压1.33kPa/23.8℃；闪点25℃（可燃液体，能挥发成蒸气逸入空气中。

4. 碳酸二甲酯，是一种无毒、环保、用途广泛的化工原料；同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度。

5. 碳酸甲乙酯，无色半透明液体，是近年来新兴的高科技、高附加值化工产品，是锂电池电解液的优良溶剂，本产品应贮存于阴凉、通风、干燥处，按规定贮存符合易燃化学品储存和运输的规定。

6. 六氟磷酸锂，白色晶体或粉末，强潮解；暴露在空气中或受热时，六氟磷酸锂暴露在空气中或受热时，由于水蒸气的作用，在空气中迅速析出，释放出PF5并冒出白色烟雾。

7. 五氟化磷是一种卤化磷化合物。五氟化磷在常温常压下为无色无味气体，对皮肤、眼睛和粘膜有强烈刺激性。五氟化磷用作聚合反应的催化剂。

锂离子电池电解液对电池质量有何影响？

为了确定电解液对锂离子电池的影响，研究团队使用LiTFSI和LiFSI这两种非常相似的电解液做了相关测试，只不过LiFSI比LiTFSI含有更少的碳和氟。他们利用环境分子实验室的设备不断检测电池充放电的能量，最终研究电极的分解情况。

他们发现，在以LiTFSI为电解质的锂硫电池中，锂原子与硫原子结合，在电极表面形成硫化锂（LiSx）。当LiFSI用作电解质时，会形成硫酸锂(LiSOx)。通过计算两种锂化合物的键合紧密度，他们发现硫化锂很容易断裂以释放锂。然而硫酸锂很难分离，所以硫酸锂中的氧元素就是罪魁祸首。

通过将宏观成分分解与模拟相结合，我们可以看到哪些键容易断裂，以及如果化学键断裂会发生什么。”国家实验室领导这项研究的张继光博士说，“这个过程使我们能够识别电解质的行为，从而帮助我们设计更好的电解质并提高锂硫电池的循环寿命。

锂离子电池电解液成分有哪些优点？

A. 离子电导率高，一般应为1x10-3~2x10-2S/cm。

b. 热稳定性和化学稳定性高，在较宽的电压范围内不发生分离；

C. 电化学窗口宽，在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定性；

d. 与电池其他部件如电极材料、电极集电体、隔膜等具有良好的相容性。

e. 安全、无毒、无污染。

以上是对锂离子电池电解液成分的具体分析，商用锂离子电池使用的电解液大部分为LiPF6 EC/DMC，其具有较高的离子电导率和良好的电化学稳定性。总的来说，锂离子电池电解液的作用非常大，其发展前景也非常广阔。