锂离子电解质溶剂的应用对温度影响
非水溶液锂电解质主要有两种类型电解质用于锂离子电池:液体电解质与胶体电解质。液体电解质是锂盐在一种或多种有机溶剂中的溶液,典型的溶剂是碳酸酯。如专著中所介绍的,胶体电解质则是盐和溶剂同时溶于高分子量聚合物或与其混合形成的一种离子导电材料。负极材料用于锂离子电池的胶体电解质典型地为由PVDF-HFP、LiPF6或LiBF4盐和碳酸酯类溶剂形成的膜。
喷雾合成氧化硅可以加到PVDF-HFP中,用于增加结构的整体性,胶体电解质也可以在电解质中引入可聚合的单体,然后通过热或其他方法在电池装配后实施交联形成,这一方法帮助将电池各组分结合在一起,尤其是对方形电池十分重要。胶体电解质还有的可能优点是液相吸收于聚合物内,出此降低电池发生漏液现象的可能性。但是,事实上在液体电解质电池中,电解质能够几乎完全地由电极和隔膜所吸收。
在市场或文献中的胶体电解质通常称为凝胶聚合物电解质,电池网采用胶体电解质(或凝胶一聚合物)的电池则称为胶体聚合物电池或简称聚合物电池。当今使用的大多数锂离子电解质都采用L1PF6作为盐,其配制的溶液具有高的电导率(10 - S/crTi);高的离子迁移数(约0.35)和可以接受的安全性质。如以下所述,工业界对其他盐类已经给予关注,其中有显著兴趣的是L1BF4、LiN( CF3 S02)2以及二草酸硼锂( LiBOB)。当今使用的电解质几乎都唯一采用碳酸酯类溶剂。碳酸酯类溶剂属于质子惰性溶剂,呈极性并有高介电常数,由此可以与锂盐形成高浓度的溶液(≥Imol/l。)。
同时锂电池厂商也能与电池的电极材料在较宽广的电位范围内有相容性。工业界初期集中于使用丙烯酸酯(PC)基的溶液。而现在的配方中已选择其他类型的碳酸酯,显著的有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙甲酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)以及部分PC。如果单独使用PC,又没有EC和小量LiBOB添加,可由于与锂共嵌入进石墨晶格引起其表层剥离.使石墨电极性能衰减。锂离子电解质溶剂的选择也受到应用时是否有低温要求的影响。低温电解质采用具有低黏度和同时有低凝固点的溶液。


