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关于锂电池电解液都需要添加哪些添加剂

2019-01-21 来源:亚科官网

 

 锂电池是目前综合性能最好的电池体系,锂电池的优点主要表现为重量轻,体积小,同时放电电压较高,与其他类型电池相比,还具备环保、寿命较长、比能量大等优势,因此,越来越被人们所认可,应用范围也越来越广泛。而锂电池电解液作为锂电池的必备原料之一,其地位举足轻重。

什么是锂电池电解液

锂电池电解液又被称之为锂电池的血液,它在锂电池中主要起传输电荷作用,对于锂电池的安全性能、循环效率、比容量、生产成本等因素,都有着很大的影响,可以说是锂电池的重要组成材料之一。通常锂电池的电解液都是由电解质(也就是锂盐)和有机溶剂组成的。

锂电池电解液添加剂的种类

在锂电池电解液中增加一些功能性的添加剂,可以改善锂电池的性能,而且不同种类的添加剂,其功能也有所不同。锂电池电解液添加剂可以分成无机添加剂和有机添加剂两种类型。而有机添加剂比无机添加剂的效果更佳、使用也更便利、与锂电池电解液的互溶性也更好,因而应用也更为广泛。添加剂还可以根据室温存在状态分为固体、气体和液体添加剂。还可以从添加剂的功能进行区分,分为阻燃添加剂、成膜添加剂、导电添加剂、控制电解液中水和 HF 含量的添加剂、过充保护添加剂、多功能型添加剂等等。

电池电解液添加剂合成技术

1)碳酸亚乙稀酯

碳酸亚乙稀酯(VC)是一种不饱和有机化合物,它含有亚乙稀基,属于有机成膜添加剂,是现阶段效果最理想、研究最深入、应用较为广泛的一种电解液添加剂。其制备过程是通过氯代反应将碳酸乙稀酯转化为一氯代碳酸乙稀酯,再通过脱氯反应产生碳酸亚乙稀酯粗品,最后进行产品提纯。可以作为碳酸乙稀酯的氯化试剂的有氯气、固体光气、硫酰氯等,在此基础上,利用加入引发剂或者经过紫外灯照射,实现氯化制备氯代碳酸乙稀酯。

2)氟代碳酸乙稀酯

氟代碳酸乙稀酯是一种新型的电解液添加剂,其作用原理是在碳电极表面形成一层性能更优良的SEI膜,以此来对碳电极进行保护,并且可以抑制电解液的分解,来达到提升电池性能和锂电池循环周期的效果。

就现在的氟代碳酸乙稀酯的生产方法来说,其主要区别就在于氟化剂不同。以氟气与氮气的混合气体作为氟化剂时,可以与碳酸乙烯酯反应生成氟代碳酸乙烯酯。但是,要注意氟气是一种毒性高的气体,而且其反应活性高,发生反应时会剧烈产热,存在一定的安全隐患。可以采用在碳酸乙烯酯中加入氟代碳酸乙烯酯的方法,降低混合物的凝固点,使反应的温度得到降低,有效减少发生安全事故的可能性。以碱金属氟化物作为氟化剂时,可以通过与氯代碳酸乙烯酯反应,生成氟代碳酸乙烯酯。

本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑



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