鋰離子電池安全性中的電解液因素

PAGEPAGE1鋰離子電池安全性中的電解液因素鋰離子電池廣泛用于手機、平板電腦、筆記本電腦、電動汽車等領(lǐng)域，其安全性一直是一個重要關(guān)注的問題。而其中一個極為重要的因素就是電解液。電解液的選擇和優(yōu)化是保證鋰離子電池安全性的關(guān)鍵一步。電解液是指電池內(nèi)部導(dǎo)電的溶液，具有傳遞離子和電子的作用。對于鋰離子電池來說，電解液主要由有機溶劑和鋰鹽組成。常見有機溶劑有聚碳酸酯（PC）、二甲基碳酰胺（DMC）、乙二醇二甲醚（DME）等，常用的鋰鹽則有氟化鋰（LiF）、硫酸鋰（Li2SO4）、氯化鋰（LiCl）等。在鋰離子電池中，電解液不僅可以傳遞鋰離子，還具有以下的重要作用：1.維持電池的內(nèi)部環(huán)境：電池內(nèi)部的壓力、溫度、濕度、氣flow等都需要得到良好的控制，電解液就起到這個調(diào)節(jié)作用。2.保護(hù)電極：電極在運行過程中可能會發(fā)生腐蝕、溶解等反應(yīng)，電解液中的穩(wěn)定性物質(zhì)可以在一定程度上減緩電極的損傷。3.控制反應(yīng)速率：電離液的種類和組成不同會引起不同的反應(yīng)速率，控制反應(yīng)速率是電池性能穩(wěn)定性的重要方面。4.防止過充和過放：電解液可以防止電池過充和過放而引起的安全事故。雖然電解液在鋰離子電池中有很重要的作用，但一旦液態(tài)電解液泄漏或發(fā)生其他異常情況，會造成嚴(yán)重的安全事故，如燃燒、爆炸等，因此電解液的安全性至關(guān)重要。以下是幾個常見的對電解液安全性的要求：1.穩(wěn)定性：電解液在長期使用中應(yīng)保持穩(wěn)定，不能因為物理、化學(xué)、傳感等外力作用而失穩(wěn)。2.低蒸氣壓：電解液的蒸氣壓力應(yīng)盡量小，避免在開放環(huán)境中泄漏。3.低揮發(fā)性：電解液揮發(fā)性應(yīng)盡可能地小，這樣可以減少空氣中產(chǎn)生的有害揮發(fā)物質(zhì)。4.無機腐蝕：電解液可以在電極表面穩(wěn)定存在，不能引起過度腐蝕或損傷。5.無漏氣：電解液應(yīng)避免泄漏或溢出，尤其是不能從密閉電池或電路板中泄漏。6.無燃爆：電解液不能點燃或引起爆炸。目前，有機電解質(zhì)是鋰離子電池廣泛使用的電解液。目前常用的電解液主要有液態(tài)電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)。液態(tài)電解質(zhì)是目前最廣泛使用的電解質(zhì)之一，具有電離度高、便于制備、價格低等優(yōu)點。其選擇中應(yīng)考慮聲、熱、物理、化學(xué)性質(zhì)等。例如，碳酸酯類的液態(tài)電解質(zhì)可以在200度以下的溫度下使用，但其穩(wěn)定性較差，容易分解；而磷酸酯類液態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性不如碳酸酯類電解質(zhì)，但具有較高的電離度和較高的Li+傳輸速率，可以用于高功率、低溫環(huán)境中。凝膠電解質(zhì)采用有機溶劑和聚合物（例如聚合物電解質(zhì)）來構(gòu)成一定程度的實質(zhì)性結(jié)構(gòu)，凝膠電解質(zhì)可以保證液態(tài)電解質(zhì)的一系列優(yōu)異性能并兼具固態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性能。固態(tài)電解質(zhì)可以更好地避免泄漏、過沖等安全問題，但其對Li+傳輸速率的需求更高，同時需要采用更多的高性能的電極材料，因此其成本相對更高。固態(tài)電解質(zhì)目前還在研發(fā)和優(yōu)化階段，并發(fā)展出了多種形態(tài)。電解液對鋰離子電池安全性和性能等方面具有重要影響。在