• LiPF6的热稳定性不如其它锂盐，即使在高纯状态下也 能发生分解。例如在80 ℃可能发生分解 LiPF6 → LiF+PF5
• 生成的气态PF5具有较强的路易斯酸性，会与溶剂分子 中氧原子上的孤电子对作用使溶剂发生分解反应 ROCOOR+PF5 →RF+R1OR2+烯烃+CO2
有机锂盐
• 常见的有机锂盐 LiCF3SO3 LiN(CF3SO2)2 LiC(SO2CF3)3
与LiPF6相比，LiBOB在第一次充放电过程中不可逆容量 较低， 50℃高温下的循环性能比较优越，形成的钝化 膜更加有利于抑制石墨的剥离。
LiBOB在有机溶剂中的溶解度不高且纯化较难
添加剂一般具有以下特点
较少用量即能改善电池的一种或几种性能 对电池性能无副作用 与有机溶剂有较好的相溶性 价格相对较低 无毒性或毒性较小 不与电池中其它材料发生副反应
• 在加入物料开始到结束,应控制反应釜的搅拌速度、釜 内温度等。不同的物料配比搅拌混匀的时间不同，但都 必须使电解液混合均匀，此时对电解液检测的项目有： 水分、电导率、色度、酸度
液体电解液生产工艺---灌装
• 经检测合格的液体电解液被灌入合格的包装桶，充入 氩气保护，最终进入仓库等待出厂。
• 由于电解液自身的物理、化学性质等因素，入库的电 解液应在短时间内使用，防止环境等因素导致电解液 的变质
精制 LiPF6 检测
成品入库
电解液生产工艺---精馏和脱水
• 对于使用的有机原料分别采取精馏或脱水处理以达到锂 电池电解液使用标准。
在精馏或脱水阶段，需要对有机溶剂检测的项目有：纯 度、水分、总醇含量。
液体电解液生产工艺---产品罐
• 在对有机溶剂完成精馏或脱水后，检测合格后经过管道 进入产品罐、等待使用。
无机锂盐---LiBF4
• 由于BF4-半径较小，容易缔合，形成电解液的电导率较 小因而很少使用。
• 在高温、低温情况下，LiBF4的电化学性能会比LiPF6、 LiAsF6优异。
无机锂盐---LiPF6
• 由于PF6-的缔合能力较差，形成LiPF6电解液的电导率 较大，高于其它所有无机锂盐。此外它的电化学稳定性 强，阴极的分解电压达5.1V，远高于锂离子电池要求的 4.2V，且不腐蚀铝集流体。
锂离子电池电解液讲座---题纲
• 液体电解液生产工艺 • 液体电解液的组成
液体电解液的组成
• 有机溶剂 • 锂盐 • 添加剂
有机溶剂---有机溶剂的选择标准
• 有机溶剂对电极应该是惰性的，在电池的充放电过程中 不与正负极发生电化学反应
• 较高的介电常数和较小的黏度以使锂盐有足够高的溶解 度，从而保证高的电导率
液体电解液---使用注意事项
• 电解液桶有氩气保护，有一定压力，在使用中切勿拆卸 气相阀头和液相阀头，也不允许随意按下快开接头的凸 头，以免造成泄漏或其它危险。接管时一定要戴防护眼 罩，使用时一定要使用专用快开接头
• 检测合格的电解液建议一次性用完，开封的电解液很容 易因为没有气氛保护等原因而变质，请客户在使用过程 中注意及时充入氩气保护，防止变色
• 熔点低、沸点高，从而使工作温度范围较宽 • 与电极材料有较好的相容性，即电极能够在电解液中表
现出优良的电化学性能 • 电池循环效率、成本、环境因素等方面的考虑
液体电解液的组成---有机溶剂
• 碳酸酯 •醚 • 含硫有机溶剂 • 其它
有机溶剂---碳酸酯
• 碳酸酯类溶剂具有较好的电化学稳定性且熔点较低，在 锂离子电池中得到广泛的使用。碳酸酯类的溶剂就其结 构而言，主要分为两类：
• 一般具有较大的半径，电荷分布比较分散，电子离域化作 用强，这样可以减小锂盐的晶格能，消弱正负离子之间的 相互作用，增大溶解度，同时也有助于热稳定性和电化学 性能的提高。
• 但是它们都会在一定的电压条件下腐蚀铝集流体，因此限 制了它们的使用。
新型的硼酸锂盐LiBOB
LiBOB中硼原子同具有强烈吸电子能力的草酸根中的氧 原子相连，电荷分布比较分散，使得它的电化学稳定性 较好。
有机溶剂---含硫有机溶剂
• 锂离子电池所使用的含硫有机溶剂主要有两类，分别 是：
– 砜类 DMSO和EMS – 亚硫酸酯 ES 和PS
有机溶剂---其它
羧酸酯类 氟代、氯代的碳酸酯
有机溶剂---常见的有机溶剂
有机溶剂 沸点／℃ 熔点／℃
EC
248
39
PC
241.7
-49.2
DMC
90
3
EMC
无机锂盐---LiClO4
• 构成的电解液电导率较高，热稳定性强，但是结构中 的氯处在最高价态，使阴离子具有较强的氧化性，在 高温等条件下容易与有机溶剂发生强烈反应，带来安 全隐患。
无机锂盐---LiAsF6
• 是一种性能优良的锂盐，与醚类有机溶剂构成的电解 液具有非常高的电导率，但是它的还原产物含有剧毒 As，具有致癌作用，环境污染严重且价格偏高。
108
-55
DEC
127
-43
MPC
130
-43Leabharlann DMSO18918.4
GBL
206
-42
黏度 1.86 2.530 0.59 0.65 0.75 0.78 1.991 1.751
相对介电常数 89.6 64.4 3.1 2.9 2.8 2.8 42.5 39.1
锂盐---选择锂盐的标准
• 在有机溶剂中有足够高的溶解度，以保证电解液具有较 高的电导率
– 环状碳酸酯 PC和EC – 链状碳酸酯 DMC、EMC、DEC
有机溶剂---醚
• 醚类有机溶剂黏度较小，但是醚类性质活泼，抗氧化 性不好，故不常用作锂离子电池电解液的主要成分， 一般做为碳酸酯的共溶剂或添加剂来提高电解液的电 导率。醚类溶剂就其结构而言，也可以分为两类：
– 环状醚 THF
– 链状醚 DME
• 根据电解液物料配比，在产品罐处通过电子计量准确称 取有机溶剂。
• 如果产品罐中的有机溶剂短时间未使用，需要再次对其 进行纯度、水分、总醇含量的检测，继而根据生产的需 要准确进入反应釜。
液体电解液生产工艺---反应釜
• 依据物料配比和加入先后顺序，有机溶剂依次加入反应 釜充分搅拌、混匀，然后通过锂盐专用加料口或手套箱 加入所需的锂盐和电解液添加剂。
常见添加剂的类型
负极的成膜添加剂 过充保护的添加剂 阻燃添加剂 提高电导率的添加剂 高低温性能添加剂
谢谢大家！
锂离子电池电解液
锂离子电池电解液讲座---题纲
• 液体电解液生产工艺 • 液体电解液的组成
液体电解液生产工艺---流程图
提纯 溶剂
提纯后溶剂 六氟磷酸锂
混合
添加剂 罐装
电解液 后处理
液体电解液生产工艺---流程图
包装桶 预处理
水洗 检测
有机原料 精馏 检测
烘干、氩气置换
检测
脱水脱醇 检测 配制 检测 灌装
液体电解液---使用注意事项
• 电解液不建议使用玻璃器皿盛放，玻璃的主要成分是氧 化硅，氧化硅和氢氟酸反应生成腐蚀性、易挥发的气体 四氟化硅，此气体有毒会对人造成伤害
• 现场可以使用的电解液容器和管道材料包括：不锈钢、 塑料PP/PE、四氟乙烯等
• 本产品对人体有害，有轻微刺激和麻醉作用。使用过程 中避免身体直接接触
• 阴离子具有较高的氧化和还原稳定性，在电解液中稳定 性好，还原产物有利于电极钝化膜的形成
• 具有较好的环境亲和性，分解产物对环境污染小
• 易于制备和纯化，生产成本低
液体电解液的组成---锂盐
• 无机锂盐 • 有机锂盐 • 新型的硼酸锂盐
锂盐---无机锂盐
• LiClO4 • LiAsF6 • LiBF4 • LiPF6