锂离子電(diàn)池電(diàn)解质应该满足哪些要求?
電(diàn)解质是溶于水溶液中或在熔融状态下自身能(néng)够导電(diàn)的化合物(wù),在溶解于水中或受热状态下能(néng)够解离成自由移动的离子。電(diàn)解质是锂离子電(diàn)池的重要组成部分(fēn),在正、负两极之间起输运离子、传导電(diàn)流的作用(yòng)。
電(diàn)解质作為(wèi)锂离子電(diàn)池的关键材料影响甚至决定着電(diàn)池的比能(néng)量、寿命、安全性能(néng)、倍率充放電(diàn)性能(néng),作為(wèi)锂离子電(diàn)池实用(yòng)的電(diàn)解质应该满足以下条件:
1、锂离子電(diàn)导率:電(diàn)解质不具有(yǒu)電(diàn)子导電(diàn)性,但必须具有(yǒu)良好的离子导電(diàn)性,一般温度范围内,電(diàn)解质的電(diàn)导率在1×10-3~2×10-3S/cm之间。作為(wèi)電(diàn)解质,其必须具有(yǒu)优异的离子导電(diàn)性和電(diàn)子绝缘性,使其发挥离子传输介质的功能(néng),同时减少本身的自放電(diàn)。
2、离子迁移数:锂電(diàn)池内部输运電(diàn)荷依赖离子的迁移,高离子迁移数可(kě)减小(xiǎo)電(diàn)极反应时的浓差极化,使電(diàn)池产生高的能(néng)量密度和功率密度。理(lǐ)想的锂离子迁移数应尽量接近1。
3、稳定性:電(diàn)解质与電(diàn)极直接接触时,应尽量避免副反应的发生,这就要求電(diàn)解质要具备一定的化學(xué)稳定性和热稳定性。
4、机械强度:锂离子電(diàn)池電(diàn)解质需要有(yǒu)足够高的机械强度以满足電(diàn)池的大规模生产包装过程。Li等将三甲基磷酸酯(TMP)作為(wèi)高電(diàn)压電(diàn)解液的添加剂,以Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2作為(wèi)電(diàn)池的正极并测试,结果表明,電(diàn)解液中添加1%TMP,可(kě)以显着提高電(diàn)池的倍率性能(néng)和循环性能(néng)。
5、优异的力學(xué)性能(néng):由于与正负极直接接触,聚合物(wù)锂電(diàn)池電(diàn)解质应该具有(yǒu)较强的韧性,在電(diàn)池组装、储存以及使用(yòng)过程中能(néng)够去承受应力的变化,不能(néng)发生脆裂。同时作為(wèi)隔膜使用(yòng),也要具有(yǒu)相当的机械强度去抑制锂枝晶的产生与刺穿,防止正负极的短路。