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锂电池碳酸盐和性能分析

锂电池碳酸盐和性能分析

来源:
2021/03/31 08:40
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【摘要】:

 碳酸酯及其性质碳酸岩是锂离子电池工业中使用的第一种有机溶剂,在锂离子电池工业(包括早期的锂一次电池、锂二次电池、当前的锂电池等)中具有不可替代的作用,锂电池常用的碳酸盐可分为环状碳酸盐和线型碳酸盐。
1环碳酸
(1) 基本理化性质
碳酸酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)是锂离子可充电电解液中最重要的两种有机溶剂电池.PC在常温常压下为无色、透明、略带芳香的液体。其相对分子质量为102.09,密度(25℃)为1.198g/cm3,冰点为-49.27℃。它有很好的低温表演。表演PC闪点128℃,燃点133℃,沸点242℃,折射率1.4209~1.4218,介电常数高(25℃时为66.1℃),易溶于苯、乙醇、丙酮等有机溶剂,对某些无机盐、二氧化碳,硫化氢和一些有机硫化物具有较大的溶解度,可作为高效脱硫、脱碳的原料溶剂另外,PC具有很高的化学稳定性、电化学稳定性和光学稳定性,可以在恶劣的环境中使用条件缺点是PC有一定的吸湿性,可能对电解液中水分的控制有一定影响。
(2) 碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯的制备
光气法是工业上最早制备PC和EC的方法,它是利用乙二醇或丙二醇合成的光气光气毒性大,对环境污染严重,已被禁止使用环境。另一个常用的方法是酯交换法,这对于碳酸二乙酯与乙二醇/丙烯酯交换制备环状碳酸酯具有重要意义乙二醇原材料价格昂贵,毒性更大的有机锡催化剂已基本停产。
(3) 其他环状碳酸盐溶剂
通过在PC和PC的甲基或亚甲基位置引入-Cl、-F等官能团,可以得到一系列新的碳酸盐溶剂欧共体卤素原子的引入降低了电解质的熔点,提高了闪点,有利于提高电解液在低温下的安全性温度。温度在氟碳化合物形成的电解液中,电池循环的效率和安全性也得到了提高改进了。为了例如,通过在PC甲基上用氟取代三个氢而形成的TFPC具有非常高的闪点(134℃),这提高了耐火性电解液的浓度。
2线性碳酸
常用的线性碳酸盐岩有碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲丙酯(MPC),由于环状碳酸盐岩通常具有较高的粘度和熔点,它们常与低粘度、低熔点的线性碳酸盐岩混合,以获得更好的性能。
(1) 线性碳酸盐的基本理化性质
DMC是室温下的无色液体,熔点为4.6℃,沸点为90℃,闪点为18℃,是一种能与水或水形成共沸物的无毒或微毒产品酒精.DMC具有独特的分子结构,含有羰基、甲基、甲氧基等官能团,有各种各样的反应性。Can用作羰基化、甲基化试剂、汽油添加剂、聚碳酸酯合成原料等。
DEC的结构与DEC相似DMC。它是一种无色液体,室温下熔点极低,为-74.3℃(不是一般文献报道的-43℃),沸点(126.8℃)和闪点(33℃)略高于DMC,其毒性高于对照组DMC.12月溶于酮、醇、醚、酯等,不溶于水水。都是DMC和DEC的粘度较低(0.58mpa),介电常数(3.11和2.82)一般不单独用作锂离子电池电解液的溶剂,而是作为共溶剂。  

EMC和MPC是不对称线型碳酸酯,熔点、沸点和闪点与DMC和DEC相近,但热稳定性差,在碱性条件下易通过酯交换反应生成DMC和DEC条件。不像DMC和DEC,以EMC或MPC为单一溶剂的电解质在相同条件下表现出优异的电化学性能。
近年来,为了提高线性碳酸盐岩的热稳定性,对部分或全部含氟碳酸盐岩进行了研究合成的。这些溶剂熔点低,阳极稳定性高,安全性好,热稳定性好稳定性。但是该系统的应用前景尚不明朗,有待进一步研究

 

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