锂离子电池使用过程中的安全性质

电解质盐类在锂离子电池中通常使用的盐类。市场上大多数电池使用L1PF6，这是由于其构成溶液的电导率高和显示良好的安全性质。但是这种盐较为昂贵、易吸水，并且L1PF6与水反应时生成氢氟酸(HF)，因此对于它的操作必须在于燥环境中进行。有机盐类也得到发展，它们对水更加稳定，因此易于操作。

其中特别是双三氟甲基磺酸亚胺锂[LiN (CF3S02)2]，电池网已经受到显著关注，它可以作为传统电解质的添加剂，使电池高温性能得到改善，同时可以减少气体产生。Li/Sl130 C030c。o电池的质量比容量与循环寿命关系曲线以及电压与比容量关系曲线

(a)溅射制备的材料；

(b)由CoSr12.  Co.c一起机械研磨制备的材料；

(c)由CoSn与C一起机械研磨制备的材料！s8]

电解质溶剂 目前已对各种溶剂，包括碳酸酯类、醚类和乙酸酯类都进行过评估，

希望能用于非水电解质溶剂。而由于碳酸酯类具有优异的稳定性、良好的安全性质和与电极材料的相容性，工业界现在已经集中于这类溶剂材料。纯的碳酸酯溶剂一般固有的电导率都低于10 -7 S／cm、介电常数≥3以殁溶解锂盐可达到高的浓度。一些常用溶剂的性质。

当今锂离子电池用电解质配方中一般都使用3～5种溶剂（不包括添加剂，它将另外予以介绍）。采用多种溶剂配方可以比单一溶剂提供更好的电池性能、更高的电导率和更宽广的工作温度范围。例如，下面将介绍的碳酸乙烯酯( EC)，它与石墨负极一起工作时，使其显示低的不可逆容量和低的容量衰减率。因此，在许多商品电解质配方EC发现有碳酸乙烯酯，但是它在室温下却是一种固体。多元溶剂配方中通常含有Ec、由此在保留其优良性质基础上，通过使用其他溶剂达到降低混合物凝固点和黏度的目的。71在几个非常好的综述报告中，对有关电解质溶剂性质和配方策略进行更进一步介绍。

电解质电导率  在锂离子电池中普遍使用的各种lrriol/L LlPF6电解质，它们的电导率显示了它们在一40～80℃之间的电导率变化。一般这些溶液具有高的电导率（10 -2 S／crr_i），其中少数几种溶剂，譬如PC和EMC具有良好的低温电导率和高的沸点。MA和MF虽然电导率高，但如果任一种的量超过25%（质量）的用量，电池性能会很差。

介电常数，并配制相关电解质对其电导率和溶剂的性质已经进行过系统研究，同时予以发表电解质配方，不可逆容量与SEI膜 为了使锂离子电池正常工作，所采用的溶剂必须既在正极材料，也在负极材料电位范围内稳定，锂离子电池中该电位范围相对锂约为0～4. 4V。事实上没有一种溶剂是热力学上对锂或Li。C6在接近相对锂电位OV时稳定，但是许多溶剂都参与在电极表面上进行有限反应从而形成钝化膜。

锂电池厂商这种膜在窒间上将溶剂与电极分开，而且它是离子导电性的，允许锂离子的通过。这层称为固体电解质界面( SEI)的钝化膜，它为锂离子电池体系提供良好稳定性，从而使制备的电池在长时间内稳定而无明显衰退。

当SEI膜形成时，锂是结合到钝化膜中。这个过程是不可逆的，因此观察到容量的损失主要发生在第一次循环。不可逆容量的大小取决于电解质组分与电极材料，特别是采用作为负极的碳类材料。由于反应是在颗粒表面进行，因此具有低比表面积的材料一般显示低的。