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有机溶剂的作用原理和特点

2023.4.16

有机溶剂是电解质的主体部分,电解质的性能与溶剂的性能密切相关。锂离子电池电解液中常用的溶剂有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等,一般不使用碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME)等重要用于锂一次电池的溶剂。PC用于二次电池,与锂离子电池的石墨负极相容性很差,充放电过程中,PC在石墨负极表面发生分解,同时引起石墨层的剥落,造成电池的循环性能下降。但在EC或EC+DMC复合电解质中能建立起稳定的SEI膜。通常认为,EC与一种链状碳酸酯的混合溶剂是锂离子电池优良的电解液,如EC+DMC、EC+DEC等。相同的电解质锂盐,如LiPF6或者LiC104,PC+DME体系关于中间相炭微球C-MCMB材料总是表现出最差的充放电性能(相关于EC+DEC、EC+DMC体系)。但并不绝对,当PC与相关的添加剂用于锂离子电池,有利于提高电池的低温性能。

有机溶剂在使用前必须严格控制质量,如要求纯度在99.9%以上,水分含量必须达到10*106以下。溶剂的纯度与稳定电压之间有密切联系纯度达标的有机溶剂的氧化电位在5V左右,有机溶剂的氧化电位关于研究防止电池过充、安全性有很大意义。严格控制有机溶剂的水分,关于配制合格电解质有着决定性影响。

水分降至10*106之下,能降低LiPF6的分解、减缓SEI膜的分解、防止气涨等。

利用分子筛吸附、常压或减压精馏、通入惰性气体的方法,可以使水分含量达到要求。


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