簡(jiǎn)單分析鋰離子電池電解液技術(shù)的未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如鋰電池電解液。

鋰電池電解液是不可忽視的一個(gè)方面，畢竟占據(jù)電池成本15%的電解液也確實(shí)在電池的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等方面扮演著至關(guān)重要的角色。電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料正極、負(fù)極、隔膜、電解液之一，號(hào)稱鋰離子電池的“血液”，在電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。

電解液是電池正負(fù)極之間起傳導(dǎo)用途的離子導(dǎo)體，由電解質(zhì)鋰鹽、高純度的有機(jī)溶劑和必要的添加劑等原料以一定的比例配成，在電池的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等方面扮演著至關(guān)重要的角色。鋰離子電池由外殼、正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成，其中電極材料無(wú)疑是大家關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。但與此同時(shí)，電解液也是不可忽視的一個(gè)方面，畢竟占據(jù)電池成本15%的電解液也確實(shí)在電池的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等方面扮演著至關(guān)重要的角色。

電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。主要使用的電解質(zhì)有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好，有爆炸的危險(xiǎn)，日本和美國(guó)已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好，無(wú)爆炸危險(xiǎn)，適用性強(qiáng)，特別是用六氟磷酸鋰制成的電池，除上述優(yōu)點(diǎn)外，將來(lái)廢棄電池的處理工作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)生態(tài)環(huán)境友好，因此該類電解質(zhì)的市場(chǎng)前景十分廣泛。

大功率電解液：目前，商用鋰電子電池難以實(shí)現(xiàn)高速率連續(xù)放電。重要的原因是電池接線片會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱量，并且內(nèi)部電阻會(huì)導(dǎo)致電池的整體溫度過(guò)高，從而容易導(dǎo)致熱失控。因此，電解質(zhì)應(yīng)能夠防止電池在保持高電導(dǎo)率的同時(shí)過(guò)快升溫。對(duì)于動(dòng)力鋰電池，實(shí)現(xiàn)快速充電也是電解質(zhì)發(fā)展的重要方向。

寬溫度電解質(zhì)：高溫下電池容易分解電解質(zhì)，并加劇材料與電解質(zhì)零件之間的副反應(yīng);在低溫下，可能會(huì)出現(xiàn)電解質(zhì)鹽沉淀，并且SEI膜的負(fù)阻抗會(huì)翻倍。所謂寬溫度電解液就是要使電池具有更寬的工作環(huán)境。

安全電解液：電池的安全性在燃燒甚至爆炸中很重要。首先，電池本身是易燃的。因此，當(dāng)電池過(guò)度充電，過(guò)度放電，短路時(shí)，溫度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致安全事故。因此，阻燃劑是安全電解質(zhì)研究的重要方向。通過(guò)向常規(guī)電解質(zhì)中添加阻燃添加劑來(lái)獲得阻燃功能。通常，使用磷基或鹵素基阻燃劑。要求阻燃添加劑的價(jià)格合理，并且不會(huì)損害電解質(zhì)的性能。此外，使用室溫離子液體作為電解質(zhì)也進(jìn)入了研究階段，這將完全消除電池中易燃有機(jī)溶劑的使用。另外，離子液體具有極低的蒸氣壓，良好的熱/化學(xué)穩(wěn)定性和不燃性的特征，這將大大提高鋰離子電池的安全性。

長(zhǎng)周期電解液：由于目前鋰離子電池的回收利用，特別是動(dòng)力鋰電池的回收利用，仍然存在較大的技術(shù)難度，因此延長(zhǎng)電池壽命是緩解這種情況的一種方法。長(zhǎng)周期電解質(zhì)的研究思路有兩個(gè)重點(diǎn)。一種是電解質(zhì)的穩(wěn)定性，包括熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性。另一個(gè)是與其他材料的穩(wěn)定性，這要求與電極形成穩(wěn)定的膜。隔膜不會(huì)氧化，集電器也不會(huì)腐蝕。

在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。