电解液中的溶剂、添加剂、锂盐 2021-11-01

电解液组成及不同特性

锂离子电池中,电解液是锂离子迁移和电荷传递的介质,其指标直接决定了锂离子电池的能量密度、充放电倍率、循环寿命、安全性等性能,是锂离子电池体系的重要组成部分。

电解液由溶剂、溶质锂盐、添加剂在一定的条件下按照一定的比例配置而成。其中,溶质锂盐决定了电解液的基本理化性能,是电解液成分中对锂离子电池特性影响最重要的成分。根据性能要求不同,锂盐可以采用单一种类锂盐、混合锂盐或把另一种锂盐作为添加剂。

几种配料之间的关系

1、1 吨 VC 需要 3 吨 EC 做原材料;

2、DMC 行业一直比较过剩,溶剂 EMC、EC 紧缺,石大和 DMC 捆绑销售,使得 5 种溶剂比较均衡。明年全年来看 EMC 和 EC 还是会持续紧张。

3、石大胜华一体化优势比较明显,尤其在园区内实现 5 种溶剂、锂盐和添加剂的完整配套。

环状和链状不同溶剂特性

电解液组成及不同溶剂特性

五大基础溶剂的物理特性

各溶剂体系各有优劣,难以达到最佳溶剂选择要求,混合溶剂体系达到平衡


电解液组成及不同溶剂特性

电池内部的 放热反应

电解液不仅承担着传导锂离子的重任 ,而且影响着锂离子电池电化学性能和安全性能引起

锂离子电池不安 全行为发生的本质是电池内部的 放热反应 / 放热效应,

溶剂多为低闪点和沸点碳酸酯类 , 在高温( > 200 ℃ ) 、 高电压( 约 4.6 V )下易被氧化分解 , 产生大量的热,电池内部温度和压力急剧增加,若不能及时得到释放,极易引起热失控,是锂离子电池发生燃烧甚至爆炸的直接原因

热失控过程 

锂离子电池的安全策略,含 F 的碳酸脂,不容易燃烧 。

锂离子电池的安全策略 - 溶剂品质分类

锂离子电池的安全策略 - 催化剂发展

锂离子电池的安全策略-功能型添加剂

锂离子电池的安全策略 - 功能型添加剂

双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)

双氟磺酰亚胺锂(LiFSI),具有电导率高、热稳定性高、耐水解、抑制电池胀气等诸多优势,LiFSI将成为新一代电解液主流锂盐之一。新型电解液溶质锂盐 LiFSI 具有远好于 LiPF6 的物化性能:

1、更高的热稳定性—— LiFSI 熔点为 145℃,分解温度高于 200℃;

2、更好的电导率;

3、更优的热力学稳定性——LiFSI 电解液与 SEI 膜的两种主要成分有很好的相容性, 只会在 160 ℃时与其部分成分发生置换反应。

目前,我国已经成为LiFSI最大生产国,市场看好 LiFSI市场,纷纷扩张产能。据不完全统计,目前我国产能6500吨,约占全球产能的90%,2025年 LiFSI 的市场需求量将突破 5万吨。

新能源超期车提高续航,主要有两个方向:(1)提高电池的电压;(2)提高正极材料的能量密度。无论是高电压还是三元正极,都会对LiFSI产生额外需求。

相较于传统锂盐 LiPF6,双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)处产业初期,工艺未成熟,LiFSI物料成本显著高于LiPF6,使用比例尚低。短期内代替代不了LiPF6。LiFSI作为添加剂的配方预计研发壁垒相对作为锂盐的配方较低,产品品质更易于掌控。同时LiFSI应用中存在氯离子杂质对铝箔腐蚀等现象。

产家 

溶剂产家: 华鲁恒升,海科,石大胜华,万华  

电解液:天赐,多氟多,新宙邦 

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
【社区内容提示】社区部分内容疑似由AI辅助生成,浏览时请结合常识与多方信息审慎甄别。
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。

相关阅读更多精彩内容

  • 我们所说的电池研发用电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子...
    SAKURA_3edb阅读 248评论 0 0
  • 锂电池目前三大主要应用场景是消费电子,动力电池以及储能。锂电芯是锂电池的核心,其中主要包括正极/负极/电解液/隔膜...
    彬彬酱阅读 465评论 0 0
  • 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...
    猫头鹰船长阅读 1,106评论 1 7
  • 16宿命:用概率思维提高你的胜算 以前的我是风险厌恶者,不喜欢去冒险,但是人生放弃了冒险,也就放弃了无数的可能。 ...
    yichen大刀阅读 6,860评论 0 4
  • 公元:2019年11月28日19时42分农历:二零一九年 十一月 初三日 戌时干支:己亥乙亥己巳甲戌当月节气:立冬...
    石放阅读 7,203评论 0 2

友情链接更多精彩内容