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锂电池有机溶剂

来源:沃尔德   发布日期:2013-06-21   点击次数:2959

有机溶剂
    常见的有机溶剂可以分为三类:a.质子溶剂,如乙醇、甲醇、乙酸等;b.极性非质子溶剂,如碳酸酯、醚类、砜类、乙腈等;c.惰性溶剂,如四氯化碳等。质子溶剂由于含有活泼性较强的质子氢,一般不适合于锂电池。而惰性溶剂对锂盐的溶解度不大,限制了该类溶剂的使用。因此,锂离子电池常用的溶剂一般是极性非质子溶剂,这些溶剂中常含有C=O、S=O 、C≡N 、C—O等极性基团,能够有效地溶解锂盐并提高电解液的电化学稳定性。实际操作过程中,由于使用目的的不同,溶剂的选择标准可能会存在一些差异,但一般应遵循以下几个原则。
    A.有机溶剂对电极应是惰性的,在电池充放电过程中不与正负极发生电化学反应,稳定性好。
    B.有机溶剂应具有较高的介电常数和较小的黏度,以使锂盐有足够高的溶解度,保证电解液高的电导率。
    C.溶剂的沸点要高 (150℃以上),熔点要低 (-40℃以下),即具有较宽的液程,以使锂离子电池有较宽的工作温度范围及优良的高低温性能。
    D.与电极材料有较好的相容性,电极在其构成的电解液中能够表现出优良的电化学性能。
    E.电池循环效率、成本、环境因素等方面的考虑等。
    单一溶剂很少能同时满足以上要求,而多种溶剂按一定比例混合得到的混合溶剂能够满足锂离子电池工作的需要。例如,为了保证电解液有高的电导率,有机溶剂一般选择介电常数高、黏度小的有机溶剂,但实际上介电常数高的溶剂黏度大,黏度小的溶剂介电常数低。在实际应用中,常常是将介电常数高的有机溶剂与黏度小的有机溶剂混合,制得的混合溶剂介电常数相对较高、黏度相对较低,可以满足锂离子电池的要求。同时,多元溶剂体系电解液的使用,使得溶剂的物理化学性质 (如介电常数、黏度、液程、电化学窗口等)等可以在更大范围内进行优化组合,以选择更优良或具有特殊目的的电解液体系。例如,为获得较好的低温性能,可选择含有线性或环状醚类溶剂的电解质。用于锂离子电池的有机溶剂种类繁多,其常见溶剂的名称、缩写、结构及其相关的物理化学性质。

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