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探秘电解质对锂电池安全性影响

发布时间:2020-03-19 09:25:00  来源:锂电池厂家




使用固体电解质,代替有机液态电解质,能够有效提高锂离子电池的安全性。固体电解质包括聚合物固体电解质和无机固体电解质。聚合物电解质,尤其是凝胶型聚合物电解质的研究取得很大的进展,目前已经成功用于商品化锂离子电池中,但是凝胶型聚合物电解质其实是干态聚合物电解质和液态电解质妥协的结果,它对电池安全性的改善非常有限。干态聚合物电解质由于不像凝胶型聚合物电解质那样包含液态易燃的有机增塑剂,所以它在漏液、蒸气压和燃烧等方面具有更好的安全性。目前的干态聚合物电解质尚不能满足聚合物锂离子电池的应用要求,仍需要进一步的研究才有望在聚合物锂离子电池上得到广泛应用。相对于聚合物电解质,无机固体电解质具有更好的安全性,不挥发,不燃烧,更加不会存在漏液问题。此外,无机固体电解质机械强度高,耐热温度明显高于液体电解质和有机聚合物,使电池的工作温度范围扩大;将无机材料制成薄膜,更易于实现锂离子电池小型化,并且这类电池具有超长的储存寿命,能大大拓宽现有锂离子电池的应用领域。

目前锂离子电池电解液使用碳酸酯作为溶剂,其中线型碳酸酯能够提高电池的充放电容量和循环寿命,但是它们的闪点较低,在较低的温度下即会闪燃,而氟代溶剂通常具有较高的闪点甚至无闪点,因此使用氟代溶剂有利于抑制电解液的燃烧。目前研究的氟代溶剂包括氟代酯和氟代醚。

常规的含阻燃添加剂的电解液具有阻燃效果,但是其溶剂仍是易挥发成分,依然存在较高的蒸气压,对于密封的电池体系来说,仍有一定的安全隐患。而以完全不挥发、不燃烧的室温离子液体为溶剂,将有希望得到理想的高安全性电解液。离子液体是在室温及相邻温度下完全由离子组成的有机液体物质,具有电导率高、液态范围宽、不挥发和不燃等特点,将离子液体用于锂离子电池电解液中有望解决锂离子电池的安全问题。

阻燃电解液是一种功能电解液,这类电解液的阻燃功能通常是通过在常规电解液中加入阻燃添加剂获得的。阻燃电解液是目前解决锂离子电池安全性最经济有效的措施,所以尤其受到产业界的重视。


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