醫(yī)療器械用72V寬溫鋰電池技術(shù)資料
電解質(zhì)是鋰電池四大關(guān)鍵材料(正極、負極、隔膜、電解液)之一,號稱鋰電池的“血液”,在鋰電池中正負極之間起到傳導(dǎo)電子的作用,是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。電解質(zhì)一般由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)鋰鹽(六氟磷酸鋰,LiFL6)、必要的添加劑等原料,在一定條件下,按一定比例配制而成的。
有機溶劑是電解質(zhì)的主體部分,與電解質(zhì)的性能密切相關(guān),一般用高介電常數(shù)溶劑與低粘度溶劑混合使用;常用電解質(zhì)鋰鹽有酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等,但從成本、安全性等多方面考慮,六氟磷酸鋰是商業(yè)化鋰電池采用的主要電解質(zhì);添加劑的使用尚未商品化,但一直是有機電解液的研究熱點之一。
目前鋰離子電池主要使用的電解質(zhì)分為液態(tài)電解質(zhì)與固態(tài)電解質(zhì),液態(tài)電解質(zhì)俗稱為電解液,目前主要應(yīng)用于圓柱及方型鋰電池中;固態(tài)電解質(zhì)又稱之為聚合物電解質(zhì),目前主要應(yīng)用于軟包電池上,也有極少數(shù)方型鋰電池使用固態(tài)電解質(zhì),因為固態(tài)電解質(zhì)較液態(tài)電解質(zhì)成本較貴,所以尚未在大量應(yīng)用的鋰電池中廣泛普及使用。
下面我們簡單介紹一下液態(tài)電解質(zhì)與固態(tài)電解質(zhì)的區(qū)別與聯(lián)系,以及使用上的差異:
邦力威EPS專用蓄電池:2V1200AH,2V1500AH,2V1600AH,2V1800AH,2V2000AH,2V2500AH,2V3000AH,2V3500AH,2V4000AH
液態(tài)電解質(zhì)
其溶劑為無水有機物如EC(ethyl carbonate) 、PC (propylenecarbonate)、DMC(dimethyl carbonate)、DEC(diethyl carbonate),多數(shù)采用混合溶劑,如EC2DMC 和PC2DMC 等。導(dǎo)電鹽有L iClO4、LiPF6、LiBF6、LiA sF6 和LiOSO2CF3,它們導(dǎo)電率大小依次為LiAsF6> LiPF6> LiClO4>LiBF6> LiOSO 2CF3。LiClO4因具有較高的氧化性容易出現(xiàn)等安全性問題,一般只局限于實驗研究中;LiAsF6離子導(dǎo)電率較高易純化且穩(wěn)定性較好,但含有有毒的As,使用受到限制;LiBF6化學(xué)及熱穩(wěn)定性不好且導(dǎo)電率不高,LiO SO2CF3導(dǎo)電率差且對電極有腐蝕作用,較少使用;雖然LiPF6會發(fā)生分解反應(yīng),但具有較高的離子導(dǎo)電率,因此目前鋰離子電池基本上是使用LiPF6。目前商用鋰離子電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC2DMC,它具有較高的離子導(dǎo)電率與較好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
因為液態(tài)電解質(zhì)的特性,在實際使用中需要添加多種輔助劑來改善電解質(zhì)的特性;根據(jù)各鋰電池廠家的配方及核心技術(shù)不
邦力威鋰電池的內(nèi)阻和電池的材料,制造工藝,電池結(jié)構(gòu)等因素的影響
固態(tài)電解質(zhì)
采用固態(tài)電解質(zhì)作為離子的傳導(dǎo)可枝晶鋰的生長,使用固態(tài)電解質(zhì)可避免液態(tài)電解液漏液的缺點,還可把電池做成更薄(厚度僅為0.1mm)、能量密度更高、體積更小的高能電池。破壞性實驗表明固態(tài)電解質(zhì)鋰電池使用安全性能更高,經(jīng)穿刺、加熱( 200℃)、短路和過充(600%)等破壞性實驗,液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池會發(fā)生漏液、等安全性問題,而固態(tài)電池除內(nèi)溫略有升高外(<20℃)并無任何其它安全性問題出現(xiàn)。
邦力威鋰電池的靜態(tài)電阻和動態(tài)電阻區(qū)別
固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、成本低等特點,既可作為正負電極間隔膜用,又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。 固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干形固體聚合物電解質(zhì)(SPE)和凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)。SPE固態(tài)聚合物電解質(zhì)主要還是基于聚氧化(PEO),其缺點是離子導(dǎo)電率較低,在100℃下只能達到10-40cm。在SPE中離子傳導(dǎo)主要是發(fā)生在無定形區(qū),借助聚合物鏈的移動進行傳遞遷移。PEO容易結(jié)晶是由于其分子鏈的高規(guī)整性,而晶形化會降低離子導(dǎo)電率。因此要想提高離子導(dǎo)電率一方面可通過降低聚合物的結(jié)晶度,提高鏈的可移動性,另一方面可通過提高導(dǎo)電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等手段來破壞高聚物的結(jié)晶性能,可明顯地提高其離子導(dǎo)電率。此外加入無機復(fù)合鹽也能提高離子導(dǎo)電率。在固體聚合物電解質(zhì)中加入高介電常數(shù)低相對分子質(zhì)量的液態(tài)有機溶劑如PC則可大大提高導(dǎo)電鹽的溶解度,所構(gòu)成的電解質(zhì)即為GPE凝膠聚合物電解質(zhì),它在室溫下具有很高的離子導(dǎo)電率,但在使用過程中會發(fā)生析液而失效。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。
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