1,1 organiskt lösningsmedel
Det organiska lösningsmedlet är huvuddelen av elektrolyten, och elektrolytens prestanda är nära besläktad med lösningsmedlets prestanda. Lösningsmedelolja som vanligen används i litiumjonbatteri-elektrolyter såsom etylenkarbonat (EC), dietylkarbonat (DEC), dimetylkarbonat (DMC), etylmetylkarbonat (EMC) etc., i allmänhet inte lämplig för propylenkarbonat (PC)) etylenglykoldimetyleter (DME) och liknande som huvudsakligen används för litiumbaserade batterier. PC används i sekundära batterier, och kompatibiliteten med grafitanoder av litiumjonbatterier är mycket dålig. Under laddning och urladdning sönderdelas PC på ytan av grafitanoderna och kollegor avtar grafitskiktet, vilket minskar batteriets prestanda. En stabil SEI-film kan dock etableras i EC eller EC + DMC-kompositelektrolyten. Det anses allmänt att ett blandat lösningsmedel av EG och ett kedjekarbonat är en utmärkt elektrolyt av ett litiumjonbatteri, såsom EC + DMC, EC + DEC och liknande. Samma elektrolytlitiumsalt, som LiPF6 eller LiC104, PC + DME-systemet uppvisar alltid den värsta laddnings- och urladdningsförmågan (i förhållande till EC + DEC, EC + DMC-systemet) för mesofas-kolmikrosfär C-MVMB-material. Men inte helt, när datorn används i relaterade tillsatser för litiumjonbatterier, är det fördelaktigt att förbättra batteriet med låg temperatur.
Det organiska lösningsmedlet måste kontrolleras strikt före användning. Till exempel krävs renheten till 99,9% eller mer och fuktinnehållet måste vara 10 * 10 ± 6 eller mindre. Det finns ett nära samband mellan lösningsmedlets renhet och den stabila spänningen. Oxidationspotentialen hos det organiska lösningsmedlet med renhetsstandarden är ca 5 V. Oxidationspotentialen hos det organiska lösningsmedlet är av stor betydelse för att studera överladdning och säkerhet hos batteriet. Strikt kontroll av fuktigheten hos organiska lösningsmedel har ett avgörande inflytande på beredningen av kvalificerade elektrolyter. Vatten under 10 * 10? -6 kan minska sönderdelningen av LiPF6, sakta ner sönderdelningen av SEI-film och förhindra gasökningar. Fuktinnehållet kan åstadkommas genom molekylsikt adsorption, atmosfärisk eller vakuumdestillation och införande av en inert gas.
1,2 elektrolytlitiumsalt
LiPF6 är det vanligaste elektrolytlitiumsaltet och är den framtida riktningen för litiumsaltutveckling. Så långt som möjligt används LiCIO4, LiAsF6, etc. också som elektrolyter i laboratoriet. Men eftersom batteriet med hög temperatur med LiC104 inte är bra, och LiC104 själv lätt exploderas av slag, är det också en stark oxidant, som inte är säker för användning i batterier. Ej lämplig för industriell storskalig användning av litiumjonbatterier,
LiPF6 är stabil mot negativelektroden, har stor urladdningskapacitet, hög ledningsförmåga, liten inre motstånd, snabb laddning och urladdningshastighet, men är extremt känslig för fukt och HF-syra, lätt att reagera och kan endast användas i torr atmosfär ( till exempel handskar med en fuktighet mindre än 20x10). I lådan) och inte resistent mot hög temperatur uppträder sönderdelningsreaktionen vid 80 ° C-100 ° C och fosforpentafluorid och litiumfluorid bildas, vilket är svårt att rena. Vid beredningen av elektrolyten bör därför självnedbrytningen och lösningsmedelsvärmen som orsakas av upplösningen av LiPF6 kontrolleras. bryta ner. Procentandelen LiPF som produceras i Kina är vanligtvis upp till standard, men HF-syrehalten är för hög för att användas direkt för att förbereda elektrolyten och behöver renas.
1,3 tillsatser
Det finns många typer av tillsatser, och olika litiumjonbatteriproducenter har olika krav på batteriets användning och prestanda, och fokusen på de valda tillsatserna är också annorlunda. I allmänhet används de använda tillsatserna huvudsakligen på tre sätt:
(1) Lägger anisol i elektrolyten för att förbättra SEI-filmens prestanda
Tillsatsen av anisol till litiumjonbatteriets elektrolyt kan förbättra batteriets prestanda och minska batterins irreversibla kapacitetsförlust. Anisolen reagerar med den önskade produkten av lösningsmedlet för att bilda LiOCH vilket underlättar bildandet av en höggradig stabil och stabil SEI-film på elektrodens yta, varigenom batteriets cykelprestanda förbättras. Batteriets urladdningsplattform kan mäta den energi som batteriet kan släppa över 3.6V och återspegla till viss del de stora strömavladdningskaraktäristika hos batteriet. I praktiken har vi funnit att tillsatsen av anisol till elektrolyten kan förlänga utloppsplattformen för batteriet och öka batteriets urladdningskapacitet.
(2) Läggande av metalloxid för att minska spårvatten och HF-syra i elektrolyten
Som tidigare nämnts är litiumjonbatterier mycket strikta med vatten och syrakrav i elektrolyten. Karbodiimidföreningen kan hydrolysera LiPF6 till en syra. Dessutom används vissa metalloxider såsom Al203, MgO, BaO, Li2CO3, CaCO3, etc. för att scavenge HF. Syraavlägsningshastigheten är emellertid för långsam relativt hydrolysen av LiPF6, och det är svårt att filtrera ut. Det totala innehållet av Li, P och F i litiumbatteri-elektrolyten är 96,3% och summeringen av andra större föroreningselement såsom Fe, K, Na, Cl och Al är 0,055%.
(3) Förhindra överladdning och överladdning
Traditionellt överladdad genom batteriets interna skyddskrets är det nu önskvärt att tillsätta tillsatser till elektrolyten, såsom natriumimidazoliumring, bifenyler, karbazoler och andra föreningar. Sådana föreningar befinner sig i forskningssteget.