电解质是溶解在水溶液中或熔化状态下导电的化合物,溶解在水中或加热状态下自由移动的离子。电解质是锂离子电池的重要组成部分,在正负两极之间输送离子和传导电流。
电解质作为锂离子电池的关键材料,甚至决定了电池的比能量、寿命、安全性能和倍率充放电性能。锂离子电池的实用电解质应满足以下条件:
1、锂离子电导率:电解质不具有电子导电性,但必须具有良好的离子导电性,一般温度范围内,电解质电导率为1×10-3~2×10-3S/cm之间。作为一种电解质,它必须具有优异的离子导电性和电子绝缘性,使其发挥离子传输介质的作用,减少自放电。
2、离子迁移数:锂电池内的输送电荷依赖于离子迁移。高离子迁移数可以减少电极反应中的浓差极化,使电池产生高能量密度和功率密度。理想的锂离子迁移数量应尽可能接近1。
3、稳定性:当电解质与电极直接接触时,应尽量避免副作用,这就要求电解质具有一定的化学稳定性和热稳定性。
4、机械强度:锂离子电池电解质需要足够高的机械强度来满足电池的大规模生产和包装过程。Li等三甲基磷酸酯(TMP)Li1.2Mn0作为高压电解液的添加剂.54Ni0.13Co0.13O2作为电池的正极并进行了测试,结果表明电解液中添加了1%TMP,可显著提高电池的倍率性能和循环性能。
5、优异的机械性能:由于与正负极直接接触,聚合物锂电池的电解质应具有较强的韧性,能够承受电池组装、储存和使用过程中的应力变化,无脆性裂纹。同时,作为隔膜,还应具有相当大的机械强度来抑制锂枝晶体的产生和刺穿,防止正负极短路。
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