 文/桃李 锂离子电池作为新能源纯电动汽车的主要动力来源，它的开发与应用随着电动汽车数量的提升而不断受到重视。关于锂离子电池，我们都知道，其有几个重要的构成部分，包括正极、负极、隔膜、电解液以及外壳部分，其中的每个部分都扮演着不同的角色，起到不同的作用，那么今天我们就来聊一聊锂离子电池的电解液，看看它对电池的整体性能会有什么影响。 电解液虽然在电池工作时没有明显的成分变化，没有产生较大的反应，但是它却是锂离子电池的四大关键技术之一，被业界称为锂离子电池的“血液”，就像人体的血液一样，其最主要的作用就是运输，在正、负极之间起着输送锂离子，传导电流的作用，是锂离子来往于正、负极的唯一指定通路。  想要成为锂离子电池的电解液也不是随随便便就可以的，必须经过层层选拔，得满足以下这些条件才可以。首先得有较高的电导率，一般应达到1x10-3~2x10-2 S/cm。值得注意的是，这里所说的电导率是指电解液离子电导性，而不是电子。 锂离子电池内部输送电荷依赖于锂离子的迁移，电解质的溶液以及电解质在熔融状态下都有离解的正、负离子，离子本身带有电荷，当离子定向运动时，电荷定向运动，从而产生电流，这就是离子导电性。在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电，所以这一点要求电解液必须具有电子绝缘性，同时具有离子导电性。  另外，电解液需要具有较高的热稳定性和化学稳定性，不会轻易的发生热分解，在较宽的电压范围内依旧能保持较为稳定的温度，同时在长期的循环和储备过程中自身不发生化学反应，也不与其它的内部材料发生化学反应，并且要与电极有很高的兼容性，能在负极上形成稳定的SEI膜。 最后，在制作方面，它必须是无毒、无污染、使用安全，最好能生物降解的，并且制备容易，成本不高。  之所以会对电解液有这么多的要求，主要是因为它虽然主要是起到输送锂离子的作用，但是却会直接影响到电池的性能，比如电解液的稳定性会影响到电池的循环寿命、工作温度范围等，而离子电导率则会影响到电池的充放电效率，多种因素相加会进一步影响到电池的安全性，而这也是我们最关注的地方。 目前主流的锂离子电池的电解液包含三个部分，分别是溶剂、锂盐以及添加剂。有机溶剂是锂离子电池电解液的重要组成部分，对锂盐的溶解度、电解质的电导率、循环效率、可逆容量和电池的安全性都有重要影响。溶剂的选择应尽可能满足以下要求：一是低熔点、高沸点、低蒸气压，使工作温度范围广；二是高介电常数和低粘度，从而产生高导电性。  在实际应用中，一般将介电常数较大的有机溶剂与粘度较小的有机溶剂混合，制成介电常数较大、粘度较小的混合溶剂。碳酸盐是锂电池行业使用的第一种有机溶剂，在锂电池行业具有不可替代的地位。 锂盐溶解在溶剂中，解离形成溶剂化的阳离子和溶剂化的阴离子，阴阳离子在电解液中的移动，便可以形成导电基础，在电场作用下的定向移动，就形成了电池中的内部电流。所以它必须有足够的溶解度，且溶剂化的阳离子要有较高的迁移度，而阴离子不会在正极充电时发生氧化还原反应，同时阴阳离子不与电极等发生反应；另外，锂盐应该是无毒的，稳定性高，易于制备。目前常用的锂盐是综合性能最好的六氟磷酸锂。 有机电解液添加剂具有“用量少（一般体积比或质量比不超过5%）、见效快”的突出特点，可以在不增加电池成本的情况下显着提高锂离子电池的一些宏观性能。目前，锂离子电池电解液添加剂的研究主要集中在以下几个方面：提高SEI膜的稳定性；提高电池的安全性能；控制电解液中的酸、水含量；提高电解液的导电性。  总结： 电解液作为锂离子电池的重要组成部分，其易燃、易泄漏的特点依旧是制约液态锂离子电池发展的一个重要因素，目前固态电池发展势头火热，希望其能在现有基础上有较大的突破，尤其是在电池的安全性上，为电动车的发展提供保障。 文章来源【智电汽车】版权归原作者所有 |
