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1、电解液的哪些方面会影响电池寿命1、电解液量，电解液量过多或过少对电池循环都不利。对不同电解液量梯度的电池平行进行常温循环性能测试。以1C恒 流恒压充电至，截止电流为，静置5分钟；然后1C恒流放电至，静置 5分钟；再转入充电过程，如此循环350次。循环测试结果可见，电解液量为时，电池的循环性能特别差，222 次降到初始容量的80%。这是因为电解液量较少，电池内阻大，循环测 试过程，电池的发热量越来越大，加速电池局部电解液的分解或挥发， 是电池循环性能的恶化速度逐渐加快。电解液量为、时，电池的循环 性能相对较好，350次循环后，容量保持了依然大于85%。但是从100 次循环后，电解液量的电池的循环
2、性能逐渐差于其它两个电解液量梯度 的电池，说明此电解液量在长期循环过程中也略显不足。电解液量为的 电池在前250次循环的容量保持率最高，但从160次循环起，容量衰减 速度明显加快，在第285次循环后，容量保持率低于电解液量的电池。 测试完毕发现此电池厚度膨胀比电解液量的电池明显，说明此电池是因 为电解液过多导致电芯的副反应也相对增加，产气量较多，导致电芯的 循环性能下降。由此可见电解液量对电池的循环性能影响非常明显，电 解液过少或过多，都不利于电池的循环性能。2、电解液的组成：锂盐电解质、溶剂、添加剂电解液的组成影响SEI膜性质。(SEI膜是碳负极与电解液相互作用的结果，即在碳负极表明形成的钝
3、化膜)电解液的组成影响SEI膜生成的 质量的高低。1) 用于锂电池的锂盐电解质有：LiAsF6, LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAlCl4 ,LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiPF6-n(CmF2m+1)n, LiBOB(二草酸合硼酸锂)，LiPF3(CF3)3等，其中LiClO4的阴离子 氧化性太强，安全性差，不宜用于生产，LiAsF6的导电性及对碳负 性的电化学性能最好，但环境污染严重；LiPF6的离子导电率高， 但热稳定性差，6080摄氏度附近便有少量分解成为LiF，而且PF6- 的室温电化学性能也不太理想；LiBF4的化学及热稳定性不好，电 导率也不
4、高；LiPF6-n(CmF2m+1)n、LiBOB配成的电解液热稳定性高， 电池循环性能好，但这些锂盐因阴离子基团较大，导致电解液粘度 增加，导电率不同程度下降。LiCF3SO3的热稳定性好，但其导电性 差，且对电极有腐蚀作用。总之，各电解质都有其优、缺点，因而 在实际使用中，应结合实际需要，考虑其综合性能，选择合适的电 解质。2) 电解液的溶剂溶剂是电解液的主体成分，溶剂的许多性能参数与电解液的性能优 劣密切相关，如溶剂的粘度，介电常数，熔点，沸点，闪燃点以及氧化还原电位等因素对电池的使用温度范围，电解质溶解度，电极 的电化学性能和电池的安全性能都有重要影响。用于锂离子电池的 溶剂种类很多，
5、包括酯类、酷类、砜类及其它有机溶剂和一些无机 溶剂等，但没有一种溶剂可同时满足优良电解液的多种基本要求， 因而在实际中，常使用混合溶剂体系以克服单一溶剂理化性能的不 足，扬长避短，这是实现锂离子电池低内阻、长寿命和安全性的重 要保证。3）加入一些添加剂可以提高电池寿命例如：在酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸甲乙酯（各体积比为1： 1:1）电 解液中加入提交比为2%的添加剂氟代碳酸乙烯酯，用循环伏安法、扫 描电镜、能力散射光谱、电化学阻抗谱等方法，研究了氟代碳酸乙烯酯 对锂离子电池性能及石翠化中间相碳微球电极/电解液界面性质的影 响。结果表明，体积比2%氟代碳酸乙烯酯的添加剂可以抑制部分电解 液溶剂的
6、分解，在碳微球电极表明形成一层性能优良的固体电解液相界 面膜，降低了电池的阻抗，明显提高了电池的比容量和循环稳定性。3、电解液中离子浓度、杂质含量、水含量都会影响电池寿命。1）电解液离子浓度引起锂电池发生浓差极化锂电池充电过程中，化学反应主要在极板和电解液接触处进行。因此， 极板表面将产生大量的离子。在外电源产生的电场作用下，负极板表面的 酸根负离子将向正汲板运动，正极板表面的氢正离子将向负极板运动。但 是由于离子的迁移速度远远低于化学反应的速变，因而造成正负极板表面 与远离极板处的离子浓度不同。电解液中离子的浓度差乂促使离子从浓度 高的地方向浓度低的地方运动。但是，离子扩散需要一定的时间，所
7、以， 极扳表面离子的浓度仍然较高。由于电解液中离子的浓度不同，必然导致 电解液极化，使电解液呈现极化电压，因而锂电池正负极板的电极电位发 生变化。这种因离子的浓度差而引起的电极电位变化（正极电位更正、负 极电位更负）称为浓差极化（电流通过电池或电解池时，如整个电极过 程为电解质的扩散和对流等过程所控制，则在两极附近的电解质浓度 与溶液本体就有差异，使阳极和阴极的电极电位与平衡电极电位发生 偏离，这种现象称为“浓差极化”）。2）有机电解液分中杂质含有活泼氢的物质和铁、钠、铝、镍等金属离 子杂杂质是造成自放电的重要原因。因为杂质的氧化电位一般低于锂离子 电池的正极电位，易在正极表面氧化，氧化物乂在
8、负极还原，不断消耗正 负极活性物质，引起自放电，即在非正常使用的情况下改变电池放电。电 池寿命是以充放电循环次数而定的，含杂质的电解液直接影响电池循环次 数。4）电解液中水含量主要影响锂离子的传输和电极活性物质的活性，降低容量和寿命。水在电解液中的反应原理I1.H20的破坏作用机理(1)与锂盐反应生成HF；H20 + LiPFg i P0F3 + LiF + 2HF(2) HF破坏SEI膜；R0C02Li + HF - R0C02H + LiF Li2C03 + 2HF -* H2CO3 + 2LiF(3)产生LiF沉淀，消耗活性锂离子。不同水含量电解液的LSV曲线：TCE208+10Qfl
9、ppm HQ图1 TC-E208加与不加水的LSV曲线加水后，LSV曲线出现较宽的峰，对应水在此电位区间分解(可通过加稳定剂增强电解液的抗环境干扰能力)4、电解液中混合溶剂的种类和配比会影响电池寿命。不同溶剂组成影响电池的容量、倍率放电、高低温性能。电解液中的有 机溶剂应该满足：a.对电极应该是惰性的，在电池充放电过程中不与正 负极发生电化学反应，稳定性好；b.有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保证高的电导率；c.熔点低、沸点高、蒸汽压 低，以保证电池工作温度范围；d.与电极材料有较好的相容性。我们考察以PC、EC、DEC、DMC等组成的混合溶剂体系电解液对锂离子 电池循环
10、寿命的影响：A、B、CM种电解液分别是 PC+EC+DEC+LiPF6、EC+DEC+DMC+LiPF6、 EC+DEC+DMC+添加剂+LiPF6三种溶剂组合成的三元电解液混合体系。比较LB两神电液制备的电池的循环寿命数据，&种电解液制备的电池的.容量衰降 明显大于E种电解液电池，而加入了添加剂的C种电解液电池的循环寿命性能最好，电 池在统过初。次循环后，电池容量还保持在初始容量的8辨以上。上图为：三种不同电解液电池的循环寿命曲线结论：EC+DEC+DMC+添加剂+LiPF6组合体系的电池循环寿命性能最高。综上：电解液是电池的重要组成部分，对电池的寿命长短起着重要作用。在电解液的生产过程中应该严格要求、严格把关。
