二 、电解液的基本组成及成分性质
2.1 简介
锂盐（提供载流子：Li+）
电解液 有机溶剂（解离锂盐、提供Li+传输介质）
添加剂（少量使用，改善性能）
2. 2 锂盐
分类 无机阴离子盐
有机阴离子盐
分子式
LiPF6
LiBF4 LiClO4 LiAsF6 LiCF3SO3，LiN(C2F5SO2)2, LiC(CF3SO2)3 LiN(CF3SO2)2等
电解液基础知识讲座
主要内容
1. 锂离子电池电解液简介 2. 电解液的基本组成及成分性质 3. 电解液的设计 4. 电解液使用的若干问题
一）锂离子电池电解液简介
1. 1 前言
那是 一个夏 意初起 的夜晚 ，那是 我第一 次倾听 你并茂 声情的 夜晚， 那个夜 晚， 思 绪 在 你 款 款情深 的声音 里缓缓 地流动 ……整 个夜晚 都沉静 在你清 澈如水 的音韵
一些常见电解质锂盐的物理化学性能
名称
结构
分子量 /g
溶点 /℃
在溶剂中的 分解温度
/℃
是否腐蚀 铝箔
LiBF4 LiPF6
93.9 293
>100
N
151.9
200
~80 (EC/DMC)
N
LiAsF6
195.9 340
>100
N
LiClO4
106.4 236
>100
N
Li+CF3SO3简称LiTf
乙基甲基碳酸酯 104.1 -55 108 23 -3.0 3.7 EMC
89.78 20/oC
1.321 1.9 16.4
65
1.204 2.5 15.1 18.4
3.104 1.073 0.59 15.1 3.6
2.8
0.975 0.75 16 2.6
2.957
1.0 0.65
2. 4 添加剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.4.1 SEI成膜添加剂
固体电解质相间界面(solid electrolyte interphase),简称SEI
SEI 膜的化学组成、结构、织构和稳定性等物理化学性质是决定锂离子电池 碳负极/电解液相容性的关键，优化SEI 膜性质，实现电解液与电极间良好的 相容性和拓宽电解液的种类是锂离子电池的重要发展方向之一，
2. 醚 ether
二甲醚DME, 四氢呋喃THF 等
3. 酯 ester
甲基已酸酯 MA 甲基丙酸酯 MP等
常用碳酸酯有机溶剂的物理化学性质
电解液成分 Composition
分子量 熔点 沸点 闪点
/oC /oC
oC
氧化还原窗 口
Vs. SCE
介电常数 密度 粘度 DN AN g.cm-3 /cp
中 ， 梦 里 梦 外，你 的声音 以绵绵 细雨开 始润泽 我深切 的遥想 ，以一 粒饱满 的种子 播 种 在 我 的 心灵之 中。 当 浓 浓 的夏 意弥漫 整个时 空，我 在一个 飘雨的 夜晚再 次 倾 听 你 的 声音时 ，我思 想里的 文字已 经在你 空灵舒 缓的音 律里铺 展开来 ；那时 候 ， 你 仿 佛 亲爱的 人一样 在我的 耳边娓 娓道来 真挚的 心声； 那时候 ，我的 文字在 你 声 音 的 演 绎里描 画为我 迷恋的 风景； 那时候 ，我心 底最柔 弱的部 分被你 的声音 牢 牢 地 抓 住 。 像 你 喜 欢 我自 如流畅 的文字 一样， 我喜欢 倾听你 深沉动 情的声 音 ， 我 喜 欢 倾听你 婉转深 情或高 亢悠扬 的表达 ，你用 磁一般 吸引心 灵的声 音，达 成 了 与 我 思 想的契 合，你 用你质 美情深 的声音 ，把我 的文字 转换成 了你对 我真诚 的 倾 诉 。 这 样自然 纯美的 倾诉中 ，有你 和我对 情感的 理解与 挚诚、 有你和 我对季 节 风 景 的 描 摹与憧 憬、有 你和我 怀揣着 的对生 活无限 热爱的 深情。 在 你 妙 美 的 声 音 里 ， 我看到 了一幅 幅画面 生动起 来，那 画面交 织着心 里约定 的情怀 ——我
LiPF3(C2F5)3, Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N等 LiBOB 等
备注 应用最广 不稳定，电导率低 高温或高电压危险 有毒
腐蚀集流体
合成困难或价格昂贵 成膜性能好，溶解度 低
解离常数大小为LiN(CF3SO2)2 > LiAsF6 > LiPF6> LiClO4> LiBF4>LiCF3SO3 离子导电性大小为LiAsF6 > LiPF6> LiN(CF3SO2)2 > LiClO4 > LiBF4> LiCF3SO3 热稳定性顺序为LiAsF6～ LiCF3SO3 > LiBF4 > LiClO4 ～ LiN(CF3SO2)2> LiPF6
们 漫 步 于 花 红柳绿 、细雨 鸟鸣的 情境中 ，感受 春的妩 媚与温 馨；我 们沉静 在雨打 芭 蕉 的 夏 夜 ，守着
Cu
Al
LiMO2
Carbon
锂离子电池的工作原理
电解液的环境
1. 2 电解液的分类
1.3 有机电解液的性能要求
1，离子电导率高 2，电化学稳定的电位范围宽 3，热稳定性好，工作温度范围宽 4，化学稳定性好，与集流体及活性物质不反应 5，无毒，无环境污染 6，价格便宜
/F.m-1
red ox
结构图
碳酸乙烯酯
88.6
Ethylene carbonate
EC
丙稀碳酸酯
102
propylene
PC
二甲基碳酸酯
90.1
DMC
37 248 160 -3.0 3.2
-49 242 128 -3.0 3.6
3
90 21.7 -3.0 3.7
二乙基碳酸酯 DEC
118.1 -43 127 25 -3.0 3.7
用量少，见效快
特点：
(1) 较少用量即能改善电池的一种或几种性能； (2) 对电池性能无副作用，不与电池中其它材料发生副反应； (3) 与有机溶剂有较好的相溶性，甚至能完全溶于其中； (4) 价格相对较低； (5) 无毒性或毒性较小。
添加剂的种类
SEI成膜添加剂 过充电保护添加剂 控制电解液中水和HF含量的添加剂 改善高低温性能的添加剂 阻燃添加剂 导电添加剂 多功能添加剂
- 155.9 >300 >100
Y
Li+[N SO2CF3)2]简称LiTPSI
-
286.9 234b
>100
Y
2. 3 电解液有机溶剂
锂离子电池所用的有机溶剂为不与锂反应的非质子溶剂
常用有机溶剂
1. 烷基碳酸酯 alkyl carbonate
碳酸乙烯酯 EC, 碳酸丙烯酯 PC, 碳酸二甲酯DMC,碳酸二已酯 DEC, EMC等