电解液是负责连通正负极的,为锂离子提供传输的介质。号称锂离子电池的血液,可见其重要的作用。它决定电池的寿命,快充能力,可靠性和安全等一系列的性能。
电解液为什么重要,就是因为电池激活过程中,需要它参与反应,在正负极表面生成防火墙,也就是大家说的SEI。正负极都是很脆弱的,只要没有SEI就会反应,无休无止。反应要消耗锂,电解液;没有了锂就会快速衰减,没有了电解液就会跳水。所以一般电池衰减的直接原因都是没电解液了。这是底层原因,究竟为什么没的,那才是你要分析的。这里有很多失效的细节不做过多说明,有兴趣我会再写。
电解液的组成主要有三类物质,溶剂,锂盐和添加剂。
溶剂提供的是介质,主要由线性酯和环状酯组成,主要参数看粘度,介电常数和电导率。
添加剂主要是为了保护正负极免受酸和溶剂腐蚀。添加剂一类是PS,FEC负极成膜;一类是腈类,保护正极表面。
锂盐主要使用是六氟磷酸锂,虽然对水敏感,但是目前没有好的替代方案,是一个折中的选择。
电解液作为锂电池厂的核心机密,让大家觉得很神秘,实际上就是上面的这些成份的自由组合,没有那么高深。至少10年了,大家也没敢多加啥玩意,最多搞个同系物之类的取代几个点,但是啥用没有。
但是个人觉得如果把机理研究透,定向开发有机物来优化电解液是很有用的。现在的电解液真的就是凑出来的,为了各项性能不得不多加一些乱七八糟的东西,不仅增加成本,还整体降低电池性能。