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相关锂电池锂电池电解液技术性发展趋势5新趋势分析

相关锂电池锂电池电解液技术性发展趋势5新趋势分析

来源:
2022/01/14 15:20
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【摘要】:

  电解液是介于电池正极和正极之间的导电离子导体。它由电解液锂盐、高纯有机溶剂和必要添加剂等原料按一定比例组成。它对电池的能量密度、功率密度、广泛的温度应用、循环寿命和安全性能起着至关重要的作用。

  由外壳、正电极、负电极、电解液和隔膜组成的电极材料无疑是人们关注和研究的焦点。但同时,电解质也是一个不容忽视的方面。毕竟占电池成本15%的电解液对电池的能量密度、功率密度、宽温度应用、循环寿命、安全性能等方面起着至关重要的作用。

  电解质是一种离子导体,用于在电池的正极和负极之间进行传导。它是由锂电解液等原料、高纯有机溶剂和必要的添加剂按一定比例组成。随着锂电池的应用越来越广泛,各种锂电池对其电解液的要求也必然不同。

  目前,追求高比能是锂电池最大的研究方向,尤其是在移动设备在人们生活中所占比例越来越大的情况下,续航能力已经成为电池最关键的性能。

  负硅具有较大的克容量,已受到重视,但由于其膨胀使用导致其应用,近年来的研究方向已改为负硅碳,它具有较高的克容量和较小的体积变化,不同成膜添加剂对硅碳负循环的影响是不同的

  2、大功率型电解液

  目前,商用锂电子电池难以实现高连续放电率,主要原因是电池电极耳发热严重,内阻导致电池整体温度过高,容易热控。因此,电解液应该能够在保持高导电性的同时,抑制电池过热过快。实现快速填充也是电解液发展的一个重要方向。

  高功率电池不仅要求电极材料固相扩散高,纳米化导致的离子迁移路径短,控制电极片厚度和压实性,而且对电解液要求更高:1。高解离度电解质盐;2.2、溶剂复合—低粘度;3、界面控制—低膜阻抗。

  3、宽温型电解液

  在高温下,电池容易发生电解液本身的分解以及材料与电解液之间的不良反应。在低温条件下,可能出现电解液盐析和负SEI膜阻抗加倍增加的现象。所谓宽温电解液,使电池有更大范围的工作环境。下图是各种溶剂的沸点和凝固性的比较。

  4、安全电解质

  电池的安全性重要体现在燃烧甚至爆炸上。首先,电池本身具有可燃性,所以当电池过充、过放电、短路时,当外部针、挤压时,当外部温度过高时,都可能造成安全事故。因此,阻燃剂是安全电解液的一个重要研究方向。

  阻燃功能是通过在常规电解液中加入阻燃剂来实现的,一般采用磷基或卤素基阻燃剂,其价格要求合理且不损害电解液的性能。此外,使用室温离子液体作为电解质也进入了研究阶段,这将彻底消除电池中使用易燃有机溶剂。此外,离子液体具有极低的蒸汽压、良好的热/化学稳定性和不易燃的特点,这将大大提高锂电池的安全性。

  5. 长循环电解液

  目前,锂电池的回收,尤其是功率的回收,还存在很大的技术难点,因此提高电池的寿命是缓解这种情况的一种方法。

  长周期电解液有两个重要的研究思路。一是电解质的稳定性,包括热稳定性、化学稳定性、电压稳定性;二是与其他材料的稳定性,且电极膜稳定,且隔膜无氧化,且流体收集无腐蚀。

 

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