锂离子电池中电解液及隔膜的用途详解

锂离子电池的电解液由锂盐和混合有机溶剂组成，如IiCI()/PC(碳酸丙烯酯)+DME(二甲基乙二醇)，PC+DME，PC+DME十EC(碳酸乙烯酯)，EC+DEC(碳酸二乙酯)，IiAsF6/EC十THF(四氢呋喃)等。电解液的电导率一般只有0．01S?CHI+，是铅酸蓄电池电解液(5％H2SOd)或碱性电池电解液(6m01．L-+KOH)电导率的几百分之一。因此，锂离子电池在大电流放电时，来不及从电解液中补充Ij+，会发生电压下降。

有些专家认为，LlClQ是强氧化剂，使用很不安全。PC在蓄电池中因反应性强，易进入碳夹层，用于锂离子电池也不可取。LiPF一是适宜的用盐，溶剂为环状碳酸烷基酯(EC，PC等)和链状碳酸烷基酯(DEC，DMC，DME和EMC等)混合，并以EC为主体组成二元、三元或多元体系，12m01．L-+IJPf／EC+DMC是理想的电解液。

微量的H20对电池的性能影响很大。例如，UPF6与H20反应生成HF，此种酸性条件恶化了正极材料的循环性能。因此，在配制锂离子电池电解液时，首先应对各种试剂进行处理，如各种溶剂要分别进行精馏纯化、分子筛处理，并加入钠片和锂片，除去杂质和水分。试剂级锂盐经真空干燥使配制成的电解液含水量低于百万分之十。

通常对导电锂盐，如LiClQ，在配制电解液之前首先应放在干燥箱中烘干，直至变成白色粉末，然后转到真空干燥箱中，控制温度120℃，直至完全脱水为止。

溶剂碳酸酯的精馏提纯中，PC沸点高达210℃，在减压蒸馏时，当压力降至666Pa时，PC的沸点降至100℃左右，操作方法是将锂带放人磨口三颈瓶中，注入PC，接人减压蒸馏系统，抽真空，用油浴加热到120℃，直至蒸馏结束，弃去初、末馏：分，将蒸出的中间馏分收集在磨口瓶中，再放人锂带除去微量杂质备用。

DME沸点低(85.2℃)，可用常压蒸馏法提纯，一般控制油浴温度在100℃。

精馏后的碳酸酯通常控制含水量在50t以下，有时希望控制在20弘妙g以下，要控制更低的水含量，必须用分子筛来处理。

电解液配制在干燥空气环境中进行，以配制lm0L-)LiClOPC十DME电解液为例，先称取106.5gLiClQ粉末加入PC与[)ME质量比为l：1的混合溶剂中，直至1000mi。为止，加入少许光亮锂带以除去微量水分。一般水的含量应少于50ug/g。

隔膜：锂离子电池常用隔膜材料有纤维素纸或无纺布、合成树脂制的多孔膜。常见隔膜有聚丙烯和聚乙烯多子L膜，对隔膜的基本要求是既要在电解液中稳定，又要求有一定的孔径和适当的离子导电性。多孔隔膜的离子导电性基本上就是电解液的离子导电性，它通常与膜的孑L隙率、孔的变形率、电解液的电阻、膜的厚度及电解液润湿膜孔的程度有关。通常将隔膜电阻与电解液电阻的比值称为McMullin数，用NM表示，NM能用来预测隔膜对锂离子电池性能的影响。