電解液的使用對鋰離子電池性能有何影響

來源：存能電氣  日期：2019-09-05 09:34  瀏覽量：次

　　電解液的使用對鋰離子電池性能有何影響？電解液是鋰離子電池不可或缺的重要組成部分，鋰離子電池的性能與電解液有著密切的關(guān)系。電解液的組成主要是:有機溶劑、鋰鹽、添加劑。不同的正負(fù)極材料選擇合適的電解液體系，并不能保證電池具備好的電化學(xué)性能，還要根據(jù)不同正極材料需求確定恰當(dāng)?shù)碾娊庖毫俊?/span>

　　電解液的使用對鋰離子電池性能有何影響？

　　1.電解液的濃度

　　對比分析了兩種濃度的電解液對鋰離子電池的放電比容量、倍率性能、循環(huán)性能的影響。結(jié)果表明，在3-4．3V，45mA／g的電流密度下，采用1mol／L的電解液，首次放電比容量為138．4mAh／g，而采用3mol／L的電解液，首次放電比容量為138．7mAh／g。在倍率性能、循環(huán)性能方面，采用1mol／L的電解液組裝的電池明顯優(yōu)于采用3mol／L的電解液組裝的電池。同時，EIS分析指出，采用3mol／L的電解液增大了電池的阻抗，導(dǎo)致電池性能的惡化。

　　2.電解液量對電池容量的影響

　　滴加很少的電解液充放電曲線不正常，充電容量遠(yuǎn)大于其他值，放電容量遠(yuǎn)小于其他值。容量隨著電解液量的增加而增加，容量最好的鋰離子電池是隔膜剛好浸潤?？梢婋娊庖毫坎粔?，正極片浸潤不充分，隔膜未浸潤，導(dǎo)致內(nèi)阻偏大，容量發(fā)揮較低。電解液量的增加有利于充分利用活性物質(zhì)的容量。由此說明，電池容量與電解液量有較大關(guān)系，電池容量隨著電解液量的增加而增加，但最后基本趨于恒定。

　　3.電解液量對電池循環(huán)性能的影響

　　隨著倍率的增加容量差別更明顯，電池的循環(huán)性能變差。電解液量較少，導(dǎo)電率降低，循環(huán)后內(nèi)阻增大快，加速電池局部電解液的分解或揮發(fā)，是電池循環(huán)性能的惡化速度逐漸加快。電解液過多導(dǎo)致電芯的副反應(yīng)也相對增加，產(chǎn)氣量較多，導(dǎo)致電芯的循環(huán)性能下降。再者電解液過量也浪費。由此可見電解液量對電池的循環(huán)性能影響非常明顯。

　　4.電解液量對電池安全性能的影響

　　鋰離子電池的安全性能好主要是使用過程中不出現(xiàn)鼓殼和爆炸。電池爆炸的其中一個原因就是注液量達(dá)不到工藝要求。當(dāng)電解液量過少時，電池內(nèi)阻大，發(fā)熱多。溫度升高導(dǎo)致電解液迅速分解產(chǎn)氣，隔膜融化，造成電池氣脹短路爆炸。

　　5.電解液對鋰電池質(zhì)量的影響

　　用LiTFSI做電解液的鋰硫電池當(dāng)中，鋰原子被硫原子束縛，在電極表面形成硫化鋰(LiSx)。而用LiFSI做電解液時,則形成硫酸鋰(LiSOx)。通過計算兩種鋰的化合物的結(jié)合緊密度,他們發(fā)現(xiàn)鋰硫化物容易破裂釋放鋰。然而,硫酸鋰是很難分開的，因此硫酸鋰當(dāng)中的氧元素是罪魁禍?zhǔn)住?/span>

　　在鋰離子電池中，電解液是非常重要的一環(huán)，對鋰離子電池的性能有著重要的影響。理想的情況下，正負(fù)極之間應(yīng)該有充足的電解液，在充放電的過程中都應(yīng)該具有足夠的Li+濃度，從而減小由于電解液的濃差極化造成的性能衰降。