锂离子电池低温电解液的研究进展
2008年第27卷第2期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·209·
化工进展
锂离子电池低温电解液的研究进展
张国庆1，马莉1，倪佩2，刘元刚2
（1广东工业大学材料与能源学院，广东广州 510006；2东莞迈科科技有限公司，广东东莞 523800）
摘要：分析了从溶剂、锂盐和添加剂3个方面对电解液低温性能进行改进技术的研究现状。首先比较了乙烯碳酸酯（EC）基和丙烯碳酸酯（PC）基溶剂的低温性能，并针对这两类有机电解液的电化学和低温特性的改进，详细论述了几种重要的方法和措施，得出有机溶剂优化和添加剂的使用是提高电解液低温性能的有效手段的重要结论。最后指出了锂离子电池电解液低温性能的研究方向和应用前景。
关键词：锂离子电池；低温电解液；有机溶剂；锂盐；添加剂
中图分类号：O 641 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2008）02–0209–05
Research progress of low temperature electrolytes for Li-ion batteries
ZHANG Guoqing1，MA Li1，NI Pei2，LIU Yuangang2
（1Faculty of Material and Energy，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，Guangdong，China；
2 McNair Technology Co.，Ltd.，Dongguan 523800，Guangdong，China）
Abstract：Research progress of low temperature electrolytes in Li-ion batteries，such as conducting lithium salt，organic solvent and additives is reviewed and analyzed. The electrochemical properties and low temperature performance of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) based organic solvent are presented and compared. In order to modify the electrochemical and low temperature properties of the two important organic solvents above，a few important methods are introduced. It can
be concluded that the optimization of organic solvent and use of additives are effective means to improve the low temperature performance of organic liquid electrolyte. The development and application trend of low temperature electrolytes for Li-ion batteries are also discussed.
Key words：Li-ion batteries；low temperature electrolytes；organic solvent；lithium salt；additives
随着锂离子电池市场化不断深入，人们对电池性能的期望越来越高。目前商品化锂离子电池已很难满足诸如电动车、航天技术和军事等重要领域的需要，主要原因之一就是电池在高、低温下的性能不佳，因此拓宽工作温度范围已成为锂离子电池研究者关注的重点问题。由电解液入手来改善温度性能已经被证明是可行的技术途径，这是因为作为在电池内起传导作用的离子导体，电解液的性能及其与正负极形成的界面状况很大程度上影响电池温度性能。近年来，国内外研究机构围绕此问题开展了较多的工作，取得了许多进展和经验，但对该领域研究还缺乏系统总结和分析。本文作者在调研最新研究成果基础上论述了从溶剂、锂盐和添加剂3个方面对电解液低温性能进行改进的技术措施和实施效果，并对未来的研究方向和应用前景进行展望。
1 通过有机溶剂改善低温性能
目前锂离子电池电解质的溶剂多采用碳酸酯系列高纯有机溶剂，如乙烯碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC）、二甲基碳酸酯（DMC）、二乙基碳酸酯（DEC）等。然而，单一溶剂在性能上往往不能同时具备实际要求的多方面性能，将多种溶剂按一定比例混合后得到的多组分混合溶剂往往优于单一溶剂。通过优化有机溶剂来改善电解液低温性能就是
收稿日期：2007–09–12；修改稿日期：2007–11–06。
第一作者简介：张国庆（1963—），男，博士，副教授，从事锂离子电池及其关键材料的研究开发。E–mail pdzgq008@https://www.wendangku.net/doc/0714673713.html,。
化工进展 2008年第27卷·210·
要寻找能和目前电解液混溶的低熔点有机溶剂。1.1 EC基溶剂的改善
EC是目前锂离子电池电解液不可缺少的成分，它具有很好的成膜效果，但其较高的熔点限制了用它作为电解液的电池在低温条件下的应用。为了提高电池低温性能，需要将EC和其它低熔点有机溶剂混合形成二元、三元甚至四元体系的共混溶液。在这一思路指导下，Smart等[1]设计了一种高电导率电解液，此电解液具有较低的熔点和低温黏度，大幅度了提高电解液的低温性能。可以用来添加的主要低熔点物质如下所述。
1.1.1 添加环状碳酸甲乙酯（EMC）
EMC的熔点为－55 ℃，沸点109 ℃，闪点123 ℃。相对于DEC和DMC，EMC热稳定性差，受热和碱性性条件下易发生酯交换反应，生成DEC和DMC。但由于其熔点低，作为共溶剂可改善电池低温性能。
Capiglia[2]把EC与EMC按2∶8的比例混合以及Zhang等[3]采用 EC与MC按3∶7比例制成的混合溶剂具有较好的低温稳定性和较高离子电导率。Plichta[4]研究了1mol/L LiPF6 EC/DMC/ EMC（体积比1∶1∶1）电解液的电导率和化学稳定性，在Li/LiCoO2锂电池和石墨/LiCoO2锂离子电池体系中使用，工作温度可降至－40℃，电导率约为 1 mS/cm。Xiao等[5－6]通过优化溶剂配比含量来提高电解液低温性能，获得了最佳电解液1mol/L LiPF6 EC/DMC/EMC（体积比8.3∶25∶66.7），用于锂离子电池，在－40 ℃下以0.1C倍率放电到2.0 V 容量能保持常温下的90.3％。低温性能的提高主要归因于EMC具有低的熔点，它作为共溶剂有效拓宽了EC/DMC的温度范围。
1.1.2 添加链状羧酸酯类
链状羧酸酯具有较低的熔点。在电解液中添加适量链状羧酸酯，锂离子电池的低温性能同样也可以得到改善。可以使用的链状羧酸酯主要包括乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、甲酸甲酯（MF）、丙酸甲酯（MP）和丙酸乙酯（EP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）等。表1中给出了主要链状羧酸酯类的某些关键的物理参数。
将MF用在锂离子电池中有很多优点，它易于纯化，具有较高的介电常数，用它配制的电解液具有很高的电导率并且能在非常低的温度下工作。另外它的电化学稳定范围较宽（＞4.5 V），可用于LiCoO2、LiNiO2作为正极组成的电池中。
表1主要链状羧酸酯类的物理性能
溶剂介电常数黏度/mPa·s 熔点/℃沸点/℃闪点/℃
EMC 2.9 0.66 －55 108 23 MA 6.7 0.37 －98 58 NA MP 6.2 NA －88 80 6.2 MB 5.5 NA －84 103 14 MF 8.5 0.33 －99 32 －32
EA 6.0 NA －83 77 －4
EP NA NA －74 99 5 EB 5.2 NA －93 121 25
MA、EA、EP、乙酸异丙酯（IPA）、乙酸异戊
酯（IAA）等也有很好低温性能。Sazhin等[7]的实
验表明，在－20 ℃，EC/DMC/MA具有非常好的初
始性能；含有EP的电解液EC/DEC/EP和EC/EMC/EP在－20 ℃显示出非常好的整体性能。
韩景立等[8]指出1 mol/L LiPF6 EC/MA（体积比1∶1）组成的电解液具有很高的低温电导率，和当时
的商品电解液（1 mol/L LiPF6 EC/DMC）相比，在
比容量、充放电效率和容量衰减率方面均表现出明
显优势。Herreyre等[9]的研究表明，含EA和MB的
二元/三元电解液在－20 ℃、－35 ℃下，电导率分
别高达 7 mS/cm、5 mS/cm。而一般的电解液在－20 ℃下，电导率只有2 mS/cm。 Wang等[10]研究了
1 mol/L LiPF6 EC/MPC的电解液，并将其用于LiMn2O4/Li电池。当EC与MPC比例为1∶3时，
在－20℃下电池的放电容量可以达到111.6 mA/g。Smart等[11]研究了用于宇宙空间的超低温锂离子电池，发现LiMn2O4基锂离子电池用电解液1 mol/L LiPF6 EC/EMC/MB和1 mol/L LiPF6 EC/EMC/EB在
－60 ℃低温下以C/20倍率放电能放出常温下的80％，在－40 ℃下能支持5C倍率放电，电压还能
保持在 2.5 V以上。Shiao等[12]在三元混合溶剂EC/EMC/MA中加入了甲苯，并配成1mol/L LiPF6 EC/EMC/MA/tol（体积比1∶1∶1∶1）电解液，
在－50 ℃温度下电导率大于1 mS/cm。甲苯的加入
不仅能使SEI膜更稳定，同时还减小了PVDF的溶
涨性，从而使得电池的综合性能大幅度提高。
链状羧酸酯的熔点要比EMC低很多。在电解
液中添加适量的链状羧酸酯，锂离子电池的低温性
能会得到更大的改善。同时添加EMC和链状羧酸
酯并研究其最佳配比组合将是更一步提高电解液的
低温性能，从而提高锂离子电池在超低温环境下综
合性能的重要途径。
第2期张国庆等：锂离子电池低温电解液的研究进展·211·
1.2PC基溶剂的改善
PC的熔点（－48.8 ℃）比EC的熔点低，而
且它能够有效地抑制EC在低温时结晶析出，从而
有效提高电池的低温性能[13－14]。但目前PC很少用
作锂离子电池电解液，主要原因是，在石墨系碳材
料用于负极的锂离子电池中，PC容易同锂离子一起
向石墨负极共嵌，使石墨层发生剥离，导致电池循
环性能下降[16]。但是PC的这些缺点可以通过调整
电解液混合溶剂的配比或加入适当的电解液添加剂
来改善。可以预测，PC最终能够发挥自身低温性能
优越的特点，而应用到锂离子电池中。
1.2.1 调整配比组合
Zhang等[13]做了两组电解液1mol/L LiPF6 EC/EMC（体积比3∶7）和1mol/L LiPF6 PC/EC/EMC （体积比1∶1∶3）的比较实验，发现PC的加入虽
然在低温下电解液黏度增大，使得离子电导率稍微
减小，却能大大提高锂离子电池的低温性能。这一
实验结果同时也证明了电解液的离子导电率不是影
响锂离子电池低温性能的主要因素。有关实验还表
明PC的加入对电池在室温下循环时的容量和循环
寿命几乎没有影响。
1.2.2 添加亚硫酸酯
亚硫酸酯由于存在S=O键，分子极性增强，
其中S上有两个未成键电子，能与Li螯合，可单独
用作电解液。从结构上看，它与碳酸酯相似，可与
之配合使用。亚硫酸酯类有机溶剂包括亚硫酸乙酯（ES）、亚硫酸丙酯（PS）、亚硫酸二甲酯（DMS）、亚硫酸二乙酯（DES）等，具有和EC、PC、DMC
和DEC相似的结构。表2是亚硫酸酯类和碳酸酯
类的物理性能对比。
由表2可以看出，有机亚硫酸酯类的液态温度
范围和闪点都要比相同结构的有机碳酸酯类高，链
状亚硫酸酯类（ES、PS）比链状碳酸酯类（DMC、
表2亚硫酸酯类和碳酸酯类的物理性能对比
溶剂介电常数黏度/mPa·s 熔点/℃沸点/℃闪点/℃
DMS 22.5 0.8732 －41 126 30 DES 15.6 0.889 NA 159 53 ES NA NA NA 68 NA PS NA NA NA NA NA DMC 3.1 0.59 390 —
DEC 2.8 0.75 －43 126 —
EC 90 2.4 37 248 160 PC 65 2.5 －49 242 132DEC）的介电常数要高，因此，可以预计有机亚硫酸酯类用于锂离子电池的电解液会具有更好的低温性能和安全性能。
Wrodnigg等[17－20]研究ES、PS、DMS、DES等含硫有机溶剂，发现它们有些性能可以与碳酸酯类的EC、PC、DMC和DEC相比拟。经过对EC/ES （体积比95∶5）、EC/DMS（体积比1∶1）、EC/DES （体积比1∶1）溶液和EC/PC、EC/DMC、EC/DEC 进行了比较研究，发现前者具有较好的导电性和低温性能，并且在石墨表面形成良好的钝化膜。实验还发现PS是一种有助于Li在石墨电极中嵌入的添加剂，而且LiMn2O4在1 mol/L LiClO4/PC/PS（体积比95∶5）的混合电解液中有较好的抗氧化性能。在1 mol/L LiClO4/PC中添加5％（体积分数）ES 或PS，可以有效地防止PC分子嵌入石墨电极，同时还可提高电解液的低温性能。Yu等[21]实验测试表明在常温下1 mol/L LiPF6 EC/DMS（体积比1∶1）电导率为16.8 mS/cm，远高于1 mol/L LiPF6 EC/DMC（体积比1∶1）的电导率11.2 mS/cm。
将PC和亚硫酸酯搭配使用，有利于发挥其作为有机电解液共溶剂的低温性能。这一搭配可望成为比较理想的组合，因为亚硫酸酯本身就具有很好的低温性能，而且它们具有好的成膜性能，能弥补PC的缺点，使电解液的低温性能进一步得到提高。虽然实验发现也有很多其它的成膜添加剂能阻止PC嵌入石墨，但它们不具备低温性能的改善功能，预计其应用前景不如亚硫酸酯乐观。
2 电解质锂盐的改善
目前应用最广泛的锂盐是LiPF6，主要原因是它在有机溶剂中有很好的溶解性、比较高的电导率，而且成本相对比较低。但由于LiPF6对微量水十分敏感，其分解产物含HF，容易腐蚀正极材料和集流体，并且缺乏温度稳定性而影响了锂离子电池的发展。通过使用更稳定、低温性能更好的锂盐也是改善电解液低温性能的重要途径之一。
2.1四氟硼酸锂（LiBF4）
LiBF4作为锂离子电池电解液的溶质早在20世纪80年代就有人研究过，由于它的电导率不高，没有得到广泛应用。但LiBF4有很好的热稳定性，对水分的敏感程度比LiPF6低许多。由于具备这些优点最近LiBF4又引起了研究者很大的兴趣。Zhang等[22]发现LiBF4电导率虽然没有相同溶剂中的LiPF6电导率高，但LiBF4基电解液有很好的低温性能。在
化工进展 2008年第27卷·212·
－30 ℃下，锂离子电池用电解液 1 mol/L LiBF4 PC/EC/EMC（质量比1∶1∶3）的容量是20 ℃下的86％，而用LiPF6基电解液只能保持72％。而且还发现LiBF4基电解液在－30 ℃下还具有较小的极化程度。
2.2双草酸硼酸锂（LiBOB）
LiBOB被认为是一种很有潜力代替LiPF6的新型锂盐[23－25]，价格比其它锂盐都便宜。LiBOB基电解液的研发拓宽了锂离子电池在运输领域里的使用[26]。用熔点较低的PC作溶剂取代EC配成LiBOB 电解液不仅能够稳定石墨负极，而且还有LiPF6所不具备的独特性质[27－30]，并可拓宽锂离子电池的低温应用范围。
有研究表明[31－32]，把LiBF4与LiBOB（摩尔比9∶1）混合锂盐溶解在PC/EC/EMC（质量比1∶1∶3）中组成电解液，用于Li/LiFePO4电池，在－50 ℃下以1C放电到约3 V，能放出常温容量的30％。此外研究还表明LiODFB具有LiBF4和LiBOB共同的优点，因为它的化学结构是由各1/2的LiBF4和LiBOB的分子结构组成。与LiBOB相比，LiODFB 更易溶于直链碳酸盐溶剂，用它作为电解质的锂离子电池有更好的低温性能和高倍率放电性能。
2.3其它新锂盐
Mandal等[33]研究了一种新的锂盐LiTFSI [(CF3SO2)2NLi]，这种锂盐具有比LiPF6更稳定的性能。0.9 mol/L LiTFSI溶解在EC/DMC/EMC（质量比15∶37∶48）中，得到的电解液在－40 ℃下具有2 mS/cm的高电导率，将其用于LiNi0.8Co0.2O2作正极的电池，在－40 ℃下放电能保持25 ℃下容量的20％。尽管离最终目标尚有很大差距，但初步实验结果说明含有这些新锂盐的电解液具有开发潜力。
3 添加剂的改善
加入添加剂来提高锂离子电池有机电解液低温性能是另外一个研究热点，也是未来该领域重要的一个发展方向。添加剂因为具有用量小、见效快的特点，所以能在基本不提高生产成本和改变生产工艺的情况下，明显改善锂离子电池性能。目前研究工作还比较欠缺，值得引起关注和重视。
砜类有机物的添加有利于提高电解液在低温下的性能。左晓希等[34]在 1 mol/L LiFP6 EC/PC/DEC/EMC的电解液中分别加入1％的3种砜类有机物，用于锂离子电池，在－20 ℃下放电，含有添加剂的电池比不含添加剂的电池低温性能有了很大的提高。
Yu等[21]指出锂离子电池的溶剂必须具有很好的电化学稳定性，分解电压必须高于4.2 V。1.2.2节所述的ES、PS、DMS、DES用于锂离子电池的电解液比相同结构的碳酸酯具有更好的低温性能和安全性能，也必须首先满足Yu等[21]所说的前提条件。事实上 PS和DMS与LiPF6组成的溶液的分解电压都高于4.5 V，满足锂离子电池的需要；而ES 和DES与LiPF6组成的溶液的分解电压最高才达到3.5 V，它们只能作为电解液的添加剂使用。Wrodning等[19]使用ES作为添加剂，体积分数为5％时可以有效地防止PC分子嵌入石墨电极导致其剥落。这主要由于ES还原电位约2 V（vs. Li/Li+），可以在石墨负极表面形成钝化膜，提高电解液的低温性能。
Moller等[35]报道了N,N-二甲基三氟乙酰胺（DTA）的有关实验结果，它具有黏度低（1.09 mPa·s，25 ℃）、沸点（135 ℃）和闪点（72 ℃）高等特点，在石墨表面有较好的成膜能力，对正极也有较好的氧化稳定性，可以作为电解液添加剂，组装成的电池在低温下具有优良的循环性能。此外10％DTA与PC的混合溶剂的凝固点低于－40 ℃，有望成为另外一类新的低温电解液。
另外，有机硼化物、含氟碳酸酯也有利于电池低温性能的提高，系统的工作有待进一步深化。
4 结语
为提高锂离子电池低温性能，应当发挥有机溶剂和锂盐的协同作用和功能。可以通过选择物理化学性质适当的有机溶剂或调整溶剂与溶质的相容性，优化电解液组成来实现。PC的熔点比EC低，在低温电池领域具有良好前景。相信随着抑制PC 分子嵌入石墨电极添加剂研究的不断深入，它必将能够大量用于低温锂离子电池中。此外，由于添加剂具有用量小、见效快的特点，寻找与开发低温电池添加剂也是可以获得技术突破的重要环节。大幅度提高电解液低温性能，将很大程度推进锂离子蓄电池在电动汽车等领域的应用进程。
参考文献
[1] Smart M C. Electrolytes for low-temperature lithium batteries based
on ternary mixtures of aliphatic carbonates[J]. J. Electrochem. Soc.，
1999，146（2）：486-492.
[2] Capiglia C，Saito Y，Kageyama H，et al. 17Li and19F diffusion
coefficients and thermal properties of nonaqueous electrolyte
第2期张国庆等：锂离子电池低温电解液的研究进展·213·
solutions for rechargeable lithium batteries[J]. J. of Power Sources，
1999，81-82：859-892.
[3] Zhang S S，Jow T R，Amine K，et al. LiFP6-EC-EMC electrolyte for
Li-ion battery [J]. J. Power Sources，2002，107：18-23.
[4] Plichta E J，BEHL W K. A low-temperature electrolyte for lithium
and lithium-ion batteries [J]. J. Power Sources，2000，88：192-196.
[5] 肖利芬，艾新平，杨汉西，等.锂离子电池用低温电解质溶液研究
[J].电池，2004，34（1）：10-12.
[6] Xiao L F，Cao Y L，Ai X P，et al. Optimization of EC-based
multi-solvent electrolytes for low temperature applications of lithium-ion batteries[J]. Electrochimica Acta，2004，49：4857-4863.
[7] Sergey V S. Performance of Li-ion cells with new electrolytes
conceived for low-temperature application[J]. J. Power Sources，
2000，87：112-117.
[8] 韩景立，于燕梅，陈健，等.锂离子电池电解液低温导电性能的研
究[J]. 电化学，2003，9（2）：222-227.
[9] Herreyre S，Huchet O，Barusseau S，et al. New Li-ion electrolytes for
low temperature applications[J]. J. Power Sources，2001，97-98：
576-580.
[10] Wang L S，Huang Y D，Jia D Z. LiPF6-EC-MPC electrolyte for
LiMn2O4 cathode in lithium-ion battery[J]. Solid State Ionics，2006，
177：1477-1481.
[11] Smart M C，Ratnakumar B V，Behar A，et al. Gel polymer electrolyte
lithium-ion cells with improved low temperature performance [J]. J.
Power Sources，2007，165：535-543.
[12] Shiao H C，Chua D，Lin H P，et al. Low temperature electrolytes for
Li-ion PVDF cells[J]. J. Power Sources，2000，87：167-173. [13] Zhang S S，Xu K，Allen J L，et al. Effect of propylene carbonate on
the low temperature performance of Li-ion cells [J]. J. Power Sources，2002，110：216-221.
[14] Foster D L，Behl W K，Wolfenstine J. The effect of various
electrolyte additives on reversible Li-graphite intercalation[J]. J.
Power Sources，2000，85：299-301.
[15] Chung G C，Kim H J，Yu S，et al. Origin of graphite exfoliation：
An investigation of the important role of solvent cointercalation [J]. J.
Electrochem. Soc.，2000，147：4391-4398.
[16] 许梦清，左晓希，李伟善，等. PC作电解质组分的锂离子蓄电池
高低温性能[J].电源技术，2006，30（1）：14-17.
[17] Gerhard H W，Wrodnigg J O，Besenhared M W. Ethylene sulfite as
electrolyte additives for lithium-ion cells with graphitic anodes[J]. J.
Electrochem. Soc.，1999，146（20）：470-472.
[18] Gerhard H W，Tanja M W，Jurgen O B，et al. Propylene sulfite as
film-forming electrolyte additivein lithium ion batteries[J].
Electrochem. Commun.，1999，1：148-150.
[19] Gerhard H W，Jürgen O B，Martin W. Cyclic and acyclic sulfites：
new solvents and electrolyte additives for lithium ion batteries with graphitic anodic [J]. J. Power Sources，2001，97-98：592 -594. [20] Kang X，Angell C A. Sulfone based electrolytes for lithium ion
batteries [J]. J. Electrochem. Soc.，2002，149 （7）：A920-926. [21] Yu B T，Qiu W H，Li F S，et al. A study on sulfites for lithium-ion
battery electrolytes[J]. J. Power Sources，2006，158：1373-1378. [22] Zhang S S，Xu K，Jow T R. A new approach toward improved low
temperature performance of Li-ion battery [J]. Electrochemistry Communications，2002，4：928–932.
[23] Xu K，Zhang S S，Poese B A，et al. Lithium bis （oxalato） borate
stablize graphite anode in propylene carbonate[J]. Electrochemcal
and Solid-state Letters，2002，5（11）：A259-262.
[24] Lischka U，Wietelmann U，Wegner M. Lithium bisoxalatoborate，the
production thereof and its use as a conducting salt：DE，19829030
C1[P]. 1999.
[25] Xu K，Zhang S S，Jow T R，et al. LiBOB as salt for lithium ion
batteries[J]. Electrochemcal and Solid-state Letters，2002，5 （1）：A26-A29.
[26] Jow T R，Xu K，Ding M S，et al.LiBOB-Based electrolytes for
Li-ion batteries for transportation applications[J]. Journal of the Electrochemical Society，2004，151 （10）：A1702-A1706. [27] Krause L J，Lamanna W，Summerfield J，et al. Corrosion of
aluminum at high voltages in non-aqueous electrolytes containing perfluoroalkysufonyl inides；New lithium salts for lithium-ion cells
[J]. J. Power Sources，1997，68：320.
[28] Ohta A，Koshuna H，Okuno H，et al. Relationship between
carbonaceousmaterials and electrolyte in secondary lithium ion batteries [J]. J. Power Sources，1995，54：6.
[29] Zhuang Q C，Wu S，L iu W S，et al. The research of organic
electrolyte solutions for Li-ion batteries[J]. Electrochemistry（in
Chinese），2001，7（4）：403-412.
[30] Xu W，Angell C A. L iBOB and its derivatives，weakly coordinating
anions，and the excep tional conductivity of their nonaqueous solutions [J]. Electrochemical and Solid-state Letters，2001，4（1）：E1-E4.
[31] Zhang S S，Xu K，Jow T R. An improved electrolyte for the LiFePO4
cathode working in a wide temperature range[J]. J. Power Sources，
2006，159：702–707.
[32] Zhang S S. An unique lithium salt for the improved electrolyte of
Li-ion battery[J].Electrochemistry Communications，2006，8：
1423-1428.
[33] Mandal B K，Padhi A K，Shi Z，et al. New low temperature
electrolytes with thermal runaway inhibition for lithium-ion rechargeable batteries [J]. J. Power Sources，2006，162：690-695. [34] 左晓希，李伟善，刘建生，等.砜类添加剂在锂离子电池电解液中
的应用[J].电池工业，2006，11（2）：97-99.
[35] Moller K C，Hodal T，Appel W K，et al. Fluorinated organic solvents
in electrolytes for lithium ion cells[J]. J. Power Sources，2001，
97-98：595-597.
《化工进展》
欢迎投稿、订阅、刊登广告！
锂离子电池基本知识
一．电池常规知识 目录 1.什么是电池？ 2.一次电池和二次电池有什么区别? 3、充电电池是怎样实现它的能量转换？ 4、什么是Li-ion电池？ 5、Li-ion电池的工作原理？ 6、Li-ion电池的主要结构。 7、Li-ion电池的优缺点。 8、Li-ion电池安全特性是如何实现的？ 9、什么是充电限制电压？额定容量？额定电压？终止电压？ 10、Li-ion铝壳和钢壳电池比较它的区别有哪些？ 11、目前常见的各种可充电电池之间有什么区别？ 1、什么是电池？ 电池是一种能源。当它正负极连接在用电器上时，因为正负极之间存在电势之差，电流从正极流向负极，储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来，一只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极，正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压，根据其电化学系统的不同，各种类型的电池
电压各有不同。 2、一次电池和充电电池有什么区别? ?电池内部的电化学设计决定了该类型的电池是否可充。根据它 们的电化学成分和电极的结构可知，可充电电池的内部结构之 间所发生的反应是可逆的。 ?理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会 在电极的体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内 部设计就支持这种变化。而一次电池在给定的电池环境中两个 电极之间的电化学反应是不可逆的，因此，不可以将一次电池 拿来充电，这种做法很危险也很不经济。如果需要反复使用， 应选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池又 称为二次电池。 ?另一明显的区别就是它们具有较高的比能量和负载能力，以及 自放电率。一次电池能量密度远比一次电池高。然而他们的负 载能力相对要小。 ?二次电池具有相对较高的负载能力，可充电电池Li-ion，随着 近几年的发展，具有高能量容量。 ?不管何种一次电池的电化学系统属于哪种，所有的一次电池的 自放电率都很小。 3、充电电池是怎样实现它的能量转换？ ?每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转 换成电能。就二次电池而言(另一术语也称可充电便携式电池)，
电解液项目建议书
电解液项目 建议书 规划设计/投资方案/产业运营
电解液项目建议书 电解液是电池中离子传输的载体，其成本约占整个锂电池成本的10%，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。国产电解液经过多年的 发展，已经成为四大材料中技术最为成熟的品种。据高工锂电统计，2018 年我国锂电池电解液出货量为14.0万吨，同比增长27.3%；产值为61亿元，与2017年相比产值基本持平。 该电解液项目计划总投资21384.71万元，其中：固定资产投资 17139.08万元，占项目总投资的80.15%；流动资金4245.63万元，占项目 总投资的19.85%。 达产年营业收入31874.00万元，总成本费用24817.08万元，税金及 附加352.95万元，利润总额7056.92万元，利税总额8383.24万元，税后 净利润5292.69万元，达产年纳税总额3090.55万元；达产年投资利润率33.00%，投资利税率39.20%，投资回报率24.75%，全部投资回收期5.54年，提供就业职位464个。 报告根据项目产品市场分析并结合项目承办单位资金、技术和经济实 力确定项目的生产纲领和建设规模；分析选择项目的技术工艺并配置生产 设备，同时，分析原辅材料消耗及供应情况是否合理。 ......
电解液项目建议书目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析一、项目选址及用地方案
锂离子电池基础知识100答
1、一次电池和充电电池有什么区别？ 电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充，根据它们的电化学成分和电极的结构可知，真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。 理论上，这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化，既然，一次电池仅做一放电，它内结构简单得多且不需要支持这种变化，因此，不可以将一次电池拿来充电，这种做法很危险也很不经济，如果需要反复使用，应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池也可称为一次电池或蓄电池。 2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗？ 另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。 3、可充电便携式电池的优缺点是什么？ 充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。 另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。 但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。 但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。 4、充电电池是怎样实现它的能量转换？ 每种电池都具有电化学转换的能力，即将储存的化学能直接转换成电能，就二次电子（也叫蓄电池）而言（另一术语也称可充电使携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上，而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电压为3.6V，它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退，不象其他充电电池一样，在放电未，电压突然降低。 5、什么是Li-ion电池？ Li-ion是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂电池。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属，负极是碳。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。 6、Li-ion电池有哪几部分组成？ （1）电池上下盖（2）正极——活性物质为氧化锂 钴（3）隔膜——一种特殊的复合膜
锂离子电池对电解液量需求及电解液量对电池性能的影响
锂离子电池对电解液量需求及电解液量对电池性能的影响 1前言 通用的锂离子电池电解液由无机锂盐电解质和有机碳酸酯组成，作为锂离子迁移和电荷传递的介质，是锂离子电池不可或缺的重要组成部分，是锂离子电池获得高电压、高能量密度、高循环性能等优点的基础。电解液开发和设计过程中，可以通过提高电解液纯度、调节锂盐浓度和溶剂组成、使用功能添加剂来控制和改善电解液的杂质含量、导电率、粘度、温度窗口等理化性能。在电池设计过程中，不可忽略正负极材料与电解液的兼容性，针对不同的正负极体系选择恰当的电解液体系是电池获得优异性能的前提。选择了恰当的正负极与电解液体系，并不能保证电池具备高能量密度、长循环寿命和高安全性等优点，还要确定恰当的电解液量。本文考察了电解液量对锂离子电池容量、循环性能、安全性能的影响以及不同正极材料体系对电解液量的需求差异。 2实验方法 选取523450方型铝壳型号作为实验电芯型号，正极活性物质相应分别采用钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂，设计压实密度分别为3.9g/cm3、3.45g/cm3、2.8g/cm3、2.3g/cm3； /（EC/EMC/DEC/MPC/负极采用人造石墨，设计压实密度为1.55g/cm3，电解液体系为1M LiPF 6 添加剂），密度为1.23g/cm3。其中钴酸锂电芯1C倍率的标称容量为1000mAh，镍钴锰酸锂电芯1C倍率的标称容量800mAh，锰酸锂电芯1C倍率的标称容量为600mAh，磷酸铁锂电芯1C倍率的标称容量为600mAh。根据不同正极，按照工艺分别制成523450铝壳方型电芯100只。 相应各取只未注液电芯，采用真密度仪测试封口前后的体积，计算电芯内部的空间体积，此体积乘以电解液的密度，即可得到电芯的最大注液量。根据电芯内部空间测试结果，制定注液梯度，进行对比实验。将剩余电芯平均分配后，按照注液梯度进行注液，再按正常工艺完成化成、封口等工序后称量电芯的重量，电芯老化后留待测试。 3结果与讨论 3.1不同类别电芯的电解液量需求 为评估523450型钴酸锂电芯、镍钴锰酸锂电芯、锰酸锂电芯、磷酸铁锂电芯的最大注液量，每种电池各取5只电芯，测得其卷芯厚度、内部空间体积的平均值如表1所示，并计算出不同类别电池的最大注液量。从中可见，因电芯型号相同，各类别电芯的卷芯实际厚度基本没有明显差别，但因不同类别正极活性物质的真密度以及正极极片的压实密度差异，造成各类别的内部空间体积存在明显差异。电解液作为锂离子迁移和电荷传递的介质，为确保
锂电池电解液基础知识
锂离子电池电解液 1 锂离子电解液概况 电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。 有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。 自1991年锂离子电池电解液开发成功，锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。在锂离子电池电解液研究和生产方面，国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国，以日本的电解液发展最快，市场份额最大。 国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的电解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池鼓胀。EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。据Bellcore研究，LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在Li x C6/LiMnO4电池中，以LiPF6/EC+DMC为电解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃～130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电特性。
锂离子电池电解液简介
锂离子电池电解液简介 一、电解液概况 电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。 有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机电解液的研究热点之一。 二、电解液组成 2.1有机溶剂 有机溶剂是电解液的主体部分，电解液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)等主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复合电解液中能建立起稳定的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体系对于中间相炭微球C-MCMB材料总是表现出最差的充放电性能(相对于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。 2.2 电解质锂盐 LiPF6是最常用的电解质锂盐，是未来锂盐发展的方向。尽管实验室里也有用LiClO4,、LiAsF6等作电解质，但因为使用LiC104 的电池高温性能不好，再加之LiCl04本身受撞击容易爆炸，又是一种强氧化剂，用于电池中安全性不好，不适合锂离子电池的工业化大规模使用。 2.3添加剂 添加剂的种类繁多，不同的锂离子电池生产厂家对电池的用途、性能要求不一，所选择的添加剂的侧重点也存在差异。一般来说，所用的添加剂主要有三方面的作用： (1)改善SEI膜的性能 (2)降低电解液中的微量水和HF酸 (3)防止过充电、过放电 三、锂离子电池电解液种类 3.1液体电解液 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大，它必须是化学稳定性能好尤其是在
锂离子电池电解液材料及生产工艺详解
锂离子电池电解液材料及生产工艺详解液体电解液生产工艺---流程图 电解液生产工艺---精馏和脱水 –对于使用的有机原料分别采取精馏或脱水处理以达到锂电池电解液使用标准。 –在精馏或脱水阶段，需要对有机溶剂检测的项目有：纯度、水分、总醇含量。
液体电解液生产工艺---产品罐 –在对有机溶剂完成精馏或脱水后，检测合格后经过管道进入产品罐、等待使用。 –根据电解液物料配比，在产品罐处通过电子计量准确称取有机溶剂。 –如果产品罐中的有机溶剂短时间未使用，需要再次对其进行纯度、水分、总醇含量的检测，继而根据生产的需要准确进入反应釜。 体电解液生产工艺---反应釜 –依据物料配比和加入先后顺序，有机溶剂依次加入反应釜充分搅拌、混匀，然后通过锂盐专用加料口或手套箱加入所需的锂盐和电解液添加剂。 –在加入物料开始到结束,应控制反应釜的搅拌速度、釜内温度等。不同的物料配比搅拌混匀的时间不同，但都必须使电解液混合均匀，此时对电解液检测的项目有：水分、电导率、色度、酸度 液体电解液生产工艺---灌装 –经检测合格的液体电解液被灌入合格的包装桶，充入氩气保护，最终进入仓库等待出厂。 –由于电解液自身的物理、化学性质等因素，入库的电解液应在短时间内使用，防止环境等因素导致电解液的变质 液体电解液---使用注意事项 –电解液桶有氩气保护，有一定压力，在使用中切勿拆卸气相阀头和液相阀头，也不允许随意按下快开接头的凸头，以免造成泄漏或其它危险。接管时一定要戴防护眼罩，使用时一定要使用专用快开接头
–检测合格的电解液建议一次性用完，开封的电解液很容易因为没有气氛保护等原因而变质，请客户在使用过程中注意及时充入氩气保护，防止变色电解液不建议使用玻璃器皿盛放，玻璃的主要成分是氧化硅，氧化硅和氢氟酸反应生成腐蚀性、易挥发的气体四氟化硅，此气体有毒会对人造成伤害 –现场可以使用的电解液容器和管道材料包括：不锈钢、塑料PP/PE、四氟乙烯等 –本产品对人体有害，有轻微刺激和麻醉作用。使用过程中避免身体直接接触 液体电解液的组成 –有机溶剂 –锂盐 –添加剂 有机溶剂---有机溶剂的选择标准 –有机溶剂对电极应该是惰性的，在电池的充放电过程中不与正负极发生电化学反应 –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，从而保证高的电导率 –熔点低、沸点高，从而使工作温度范围较宽 –与电极材料有较好的相容性，即电极能够在电解液中表现出优良的电化学性能 –电池循环效率、成本、环境因素等方面的考虑 液体电解液的组成---有机溶剂 –碳酸酯 –醚 –含硫有机溶剂
锂电池电解液项目立项报告
锂电池电解液项目立项报告 规划设计/投资方案/产业运营
锂电池电解液项目立项报告 锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。电解质锂盐是最核心的组成部分，约占电解液原材料成本60%，有机溶剂占30%，添加剂占10%。 该锂电池电解液项目计划总投资15384.84万元，其中：固定资产投资11412.52万元，占项目总投资的74.18%；流动资金3972.32万元，占项目总投资的25.82%。 达产年营业收入27916.00万元，总成本费用22067.52万元，税金及附加251.95万元，利润总额5848.48万元，利税总额6907.12万元，税后净利润4386.36万元，达产年纳税总额2520.76万元；达产年投资利润率38.01%，投资利税率44.90%，投资回报率28.51%，全部投资回收期5.01年，提供就业职位440个。 本报告所涉及到的项目承办单位近几年来经营业绩指标，是以国家法定的会计师事务所出具的《财务审计报告》为准，其数据的真实性和合法性均由公司聘请的审计机构负责；公司财务部门相应人员负责提供近几年来既成的财务信息，确保财务数据必须同时具备真实性和合法性，如有弄虚作假等行为导致的后果，由公司财务部门相关人员承担直接法律责任；
报告编制人员只是根据报告内容所需，对相关数据承做物理性参照引用，因此，不承担相应的法律责任。 ......
锂电池电解液项目立项报告目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案
锂电池电解液项目投资计划书
锂电池电解液项目投资计划书 投资分析/实施方案
摘要说明— 锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。电解质锂盐是最核心的组成部分，约占电解液原材料成本60%，有机溶剂占30%，添加剂占10%。 该锂电池电解液项目计划总投资11357.64万元，其中：固定资产投资8355.31万元，占项目总投资的73.57%；流动资金3002.33万元，占项目总投资的26.43%。 达产年营业收入20594.00万元，总成本费用16391.71万元，税金及附加184.23万元，利润总额4202.29万元，利税总额4966.15万元，税后净利润3151.72万元，达产年纳税总额1814.43万元；达产年投资利润率37.00%，投资利税率43.73%，投资回报率27.75%，全部投资回收期5.10年，提供就业职位377个。 报告内容：总论、背景和必要性研究、项目市场前景分析、项目规划分析、项目选址研究、项目土建工程、工艺分析、环保和清洁生产说明、生产安全、项目风险说明、项目节能评价、实施进度、投资分析、项目经济效益可行性、总结评价等。 规划设计/投资分析/产业运营
锂电池电解液项目投资计划书目录 第一章总论 第二章背景和必要性研究 第三章项目规划分析 第四章项目选址研究 第五章项目土建工程 第六章工艺分析 第七章环保和清洁生产说明 第八章生产安全 第九章项目风险说明 第十章项目节能评价 第十一章实施进度 第十二章投资分析 第十三章项目经济效益可行性 第十四章招标方案 第十五章总结评价
锂电池电解液项目申报材料
锂电池电解液项目申报材料 规划设计/投资分析/实施方案
报告说明— 该锂电池电解液项目计划总投资14187.51万元，其中：固定资产投资12435.65万元，占项目总投资的87.65%；流动资金1751.86万元，占项目总投资的12.35%。 达产年营业收入14961.00万元，总成本费用11729.62万元，税金及附加242.91万元，利润总额3231.38万元，利税总额3920.00万元，税后净利润2423.53万元，达产年纳税总额1496.47万元；达产年投资利润率22.78%，投资利税率27.63%，投资回报率17.08%，全部投资回收期7.35年，提供就业职位310个。 锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。电解质锂盐是最核心的组成部分，约占电解液原材料成本60%，有机溶剂占30%，添加剂占10%。
目录 第一章项目基本信息 第二章项目建设单位 第三章项目建设背景分析第四章产品规划及建设规模第五章项目选址研究 第六章土建工程研究 第七章项目工艺先进性 第八章清洁生产和环境保护第九章安全卫生 第十章项目风险情况 第十一章节能评估 第十二章项目实施安排 第十三章投资方案说明 第十四章经济效益评估 第十五章项目综合结论 第十六章项目招投标方案
第一章项目基本信息 一、项目提出的理由 锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。电解质锂盐是最核心的组成部分，约占电解液原材料成本60%，有机溶剂占30%，添加剂占10%。 二、项目概况 （一）项目名称 锂电池电解液项目 （二）项目选址 xxx产业园 项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。 （三）项目用地规模
锂电池电解液概述
锂离子电池电解液概述 一、锂离子电池电解液 电解液是锂离子电池四大关键材料之一，号称锂离子电池的血液，是锂离子电池获得高压、高比能等优点的保证。电解液主要由高纯度有机溶剂、电解质锂盐、必要添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成。 1.1有机溶剂 有机溶剂一般用高介电常数溶剂于低粘度溶剂混合使用。常用的电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质。 锂离子电池电解液中常用的有机溶剂有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸丙烯酯（PC）、丙烯酸乙酯（EA）、丙烯酸甲酯（MA）等。有机溶剂在使用前必须严格控制质量，溶剂的纯度于稳定电压之间有密切联系，有机溶剂的水分，对于配制合格电解液起着决定作用。水分降低至10-6之下，能降低六氟磷酸锂的分解、减缓SEI膜的分解、防止气涨等。利用分子筛吸附、常压或减压蒸馏、通入惰性气体的方法，可以使水分含量达到要求。为了获得具有高离子导电性的溶液，以便锂离子在其中快速移动，溶剂一般采用混合材料，如碳酸乙烯酯（EC）+碳酸二甲酯（DMC），碳酸乙烯酯（EC）+碳酸二乙酯（DEC）。 1.2电解质锂盐 电解质锂盐占电解液成本最大，约占到电解液成本的40%左右。LiPF6是最常用的电解质锂盐，其对负极稳定，电导率高，放电容量大，内阻小，充放电速度快。但对水分和HF及其敏感，易发生反应，其操作应在干燥气氛（如手套箱）中进行，不耐高温，80℃～100℃发生分解反应，生成五氟化磷和氟化锂。从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂具有突出的离子电导率、较优的氧化稳定性和较低的环境污染等优点，是目前首选的锂离子电池电解质，也是商业化锂离子电池采用的主要电解质。除此之外还有LiBF4、LiPF6、LiBOB、LiFSI、LiPF2、LiTDI等一系列安全性高、循环性能好的锂盐电解质体系得到关注。
锂电池基础知识讲解
锂电池基础知识讲解 理想的锂离子电池，除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外，不发生其他副反应，不出现锂离子的不可逆消耗。实际的锂离子电池，每时每刻都有副反应存在，也有不可逆的消耗，如电解液分解，活性物质溶解，金属锂沉积等，只不过程度不同而己。实际电池系统，每次循环中，任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应，都可能导致电池容量平衡的改变。一旦电池的容量平衡发生改变，这种改变就是不可逆的，并且可以通过多次循环进行累积，对电池性能产生严重影响。 ⑴正极材料的溶解 尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因，对于Mn的溶解机理，一般有两种解释：氧化还原机制和离子交换机制。氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高，在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应: 2Mn3+（固）Mn4+（固）+Mn2+（液） 歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换，最终形成没有电化学活性的HMn2O4。 Xia等的研究表明，锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大（由常温下的23%增大到55℃时的34%）[14]。 ⑵正极材料的相变化[15] 锂离子电池中的相变有两类：一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变；二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。 对于第一类相变，一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化，同时在材料内部产生应力，从而引起宿主晶格发生变化，这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。 第二类相变是Jahn-Teller效应。Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩，导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变，也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。在深度放电时，Mn的平均化合价低于3.5V，尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。四方晶相对称性低且无序性强，使锂离子的脱嵌可逆程度降低，表现为正极材料可逆容量的衰减。 ⑶电解液的还原[15] 锂离子电池中常用的电解液主要包括由各种有机碳酸酯(如PC、EC、DMC、DEC 等)的混合物组成的溶剂以及由锂盐(如LiPF6 、LiClO4 、LiAsF6 等)组成的电解质。在充电的条件下,电解液对含碳电极具有不稳定性,故会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响,由此产生的气体会增加电池的内部压力,对系统的安全造成威胁。 ⑷过充电造成的量损失[15] 负极锂的沉积:过充电时，发生锂离子在负极活性物质表面上的沉积。锂离子的沉积一方面造成可逆锂离子数目减少，另一方面沉积的锂金属极易与电解液中的溶剂或盐的分子发生反应，生成Li2CO3、LiF或其他物质，这些物质可以堵塞电极孔，最终导致容量损失和寿命下降。 电解液氧化：锂离子电池常用的电解液在过充电时容易分解形成不可溶的Li2CO3等产物，阻塞极孔并产生气体，这也会造成容量的损失，并产生安全隐患。 正极氧缺陷：高电压区正极LiMn2O4中有损失氧的趋势，这造成氧缺陷从而导致容量损失。 ⑸自放电 锂离子电池的自放电所导致的容量损失大部分是可逆的，只有一小部分是不可逆的。造成不可逆自放电的原因主要有：锂离子的损失（形成不可溶的Li2CO3等物质）；电解液氧化产物堵塞电极微孔，造成内阻增大。
锂离子电池电解液项目计划
年产二万吨锂子动力电池电解液 项目申请报告 深圳市华邦福能源科技有限公司
目录 一、项目概要 1、锂离子动力电池电解液简介 2、目标产品 3、发展状况 4、项目筹建单价简介 5、实施项目的社会和经注济意义 二、市场分板 1、市场需求分析 2、项目产品市场 三、项目实施规划 1、发展规划 2、产品线规划 3、实施阶段及任务 4、投资估算 5、股本组成及技术团队 6、生产技术、生产设备、生产安全及环保 四、项目必要性和可行性分析 1、项目必要性 2、项目可行性 五、发展建议
磷酸铁锂动力电解液制造工艺流程 工艺流程主要分为原料装卸、溶剂纯化、电解液配制和真空定量罐装四个环节。 一、原料装卸 由于电解液生产工艺的特殊要求，所使用的原料不能与空气接触。 具体过程如下： 1、液体类的原料（溶剂）由专用罐车运输，到达原料罐区后与 专用管道相连接，并连接静电接地线。在对连接后管道进行 氮气转换和真空抽吸后再开启罐车和原料罐的阀门，并和氮 气将液体原料从罐车压至原料罐。 2、固体原料由供应商采用特殊的桶（规格为150公斤/桶）密 封包装。并设置专用接口以便于配制时进料。固体原料由汽 车运输由汽车运输到厂后送到库房中储存。 二、溶剂纯化： 为保证电解液所使用的溶剂中的杂质、水分含量符合要求，需要 对溶剂进行纯化处理。 具体过程如下： 1、开启原料罐与纯化吸附柱、纯化溶剂罐的阀门，在原料罐中 氮气，将溶剂压向纯化吸附柱。纯化吸附柱中装有高效吸附 剂以吸附溶剂中的水分等杂质。纯化吸附柱以四个为一组， 以保证纯化后的溶剂符合要求，利用氮气压力将纯化后的纯 化溶剂送至纯化溶剂罐，供电解液配制用。
锂离子电池电解液篇
锂离子电池材料之电解液（详细篇） 作者：佚名来源：本站原创发布时间：2009-11-3 11:39:35 [] [] 锂离子电池材料之电解液（详细篇） 3、电解液（1） 第一代电解液：PC + DME + 1M LiPF6 与石墨负极匹配性差，易发生溶剂共嵌入。 第二代电解液：EC + DMC（or DEC） + 1M LiPF6 低温性能差 第三代电解液：EC + DMC（DEC） + EMC + 1M LiPF6 电导率可达10-2S.cm-1，＞50% 目前工作大多集中在选择添加剂方面，以提高电池首次充放电效率，提高SEI稳定性。 电解液（2）-液态电解质溶液 锂离子电池采用溶有锂盐的非质子有机溶剂为电解液。由于有机电解液参与负极表面SEI膜的形成，因此对电池性能的影响重大。 作为锂离子电池的电解液，需满足以下几个基本条件： ①化学稳定性好，电化学窗口宽 ②电导率高 ③与负极材料适配性好，并能形成稳定SEI膜 ④工作温度范围宽（-40—60℃） ⑤价格低廉，材料易得 ⑥无毒，无污染 此主题相关图片如下：
电解液（3） A、溶剂部分 非质子性有机溶剂。为获得尽可能高的电导，常采用二元或多元组分溶剂。 a、碳酸丙烯酯 PC （Propylene Carbonate） b、碳酸乙烯酯 EC （Ethylene Carbonate ） c、碳酸二甲酯 DEC（Dimethyl Carbonate） d、Propiolic Acid 甲酯 e、1,4–丁丙酯 GBL（γ- Butyrolactone） B、溶质部分 a、LiPF6（主要） b、LiBF4 c、LiClO4 d、LiAsF6 e、LiCF3SO3等 电解液（4） A、环状碳酸化合物（cyclic carbonate） 常用 EC（Ethylene Carbonate）及PC（Propylene Carbonate） ①光气法 --- 利用双醇化合物﹝glycol﹞和光气反应
锂离子电池电解液
Q/XZB 锂离子电池电解液 Electrolytes for Lithium-ion Battery 深圳新宙邦科技股份有限公司发布
前言 锂离子电池电解液没有国家标准及行业标准。因此本企业依据《标准化工作导则、指南和编写规则》GB/T1.2-2000和GB/T1.1-2000之规定制定了本标准。 本标准由深圳新宙邦科技股份有限公司提出 本标准由深圳新宙邦科技股份有限公司品管部归口管理 本标准起草单位：深圳新宙邦科技股份有限公司 本标准起草人：周达文、郑仲天、高家勇、梅芬 本标准发布时期：2008年7月
锂离子电池电解液 1 范围 本标准规定了锂离子电池电解液的技术要求、检验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存和安全要求。 本标准主要适用锂离子电池电解液。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T9282 透明液体—以铂钴等级评定颜色 GB/T 6283 化工产品中水含量测定卡尔.费歇法(通用方法)(eqv ISO760:1978) GB/T 3049 化工产品中铁含量测定通用方法邻菲啰啉分光光度法 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法(neq ISO3696:1987) GB/T 2540 石油产品密度测定法比重瓶法 GB/T 9282 透明液体--以铂钴等级评定颜色 GB/T 1250 极限数值的表示方法和判定方法 GB/T 6678 化工产品采样总则 GB/T 6679 固体化工产品采样通则 GB6682 验室用水规格和试验方法（neq ISO3696:1987） 3 技术要求 3.1 外观 锂离子电池电解外观应符合表1的要求 表１外观
锂离子电池电解液概况
锂离子电池电解液概况 电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiPF6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。 表1：电解液材料组成 二、锂离子电池电解液种类 1、液体电解液 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大，它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解，具有较高的离子导电率(>10- 3 s/cm )，而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐它们。由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂，所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机物离子导电率都不好，所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。目前锂离子电池主要是用液态电解质，其溶剂为无水有机物如EC(ethyl carbonate) 、PC (propylenecarbonate)、DMC(dimethyl carbonate)、DEC(diethyl carbonate)，多数采用混合溶剂，如EC2DMC 和PC2DMC 等。导电盐有L iClO4、LiPF6、LiBF6、LiA sF6 和LiOSO2CF3,它们导电率大小依次为LiAsF6> LiPF6> LiClO4>LiBF6> LiOSO 2CF3。LiClO4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题，一般只局限于实验研究中；LiAsF6离子导电率较高易纯化且稳定性较好，但含有有毒的As，使用受到限制；LiBF6化学及热稳定性不好且导电率不高，LiO SO2CF3导电率差且对电极有腐蚀作用，较少使用；虽然LiPF6会发生分解反应，但具有较高的离子导电率，因此目前锂离子电池基本上是使用LiPF6。目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用LiPF6的EC2DMC，它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。
锂电池电解液项目可研报告
锂电池电解液项目可研报告 规划设计/投资分析/产业运营
锂电池电解液项目可研报告 锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。电解质锂盐是最核心的组成部分，约占电解液原材料成本60%，有机溶剂占30%，添加剂占10%。 该锂电池电解液项目计划总投资13362.05万元，其中：固定资产投资10251.97万元，占项目总投资的76.72%；流动资金3110.08万元，占项目总投资的23.28%。 达产年营业收入22368.00万元，总成本费用17402.14万元，税金及附加231.42万元，利润总额4965.86万元，利税总额5882.23万元，税后净利润3724.39万元，达产年纳税总额2157.83万元；达产年投资利润率37.16%，投资利税率44.02%，投资回报率27.87%，全部投资回收期5.09年，提供就业职位417个。 重视施工设计工作的原则。严格执行国家相关法律、法规、规范，做好节能、环境保护、卫生、消防、安全等设计工作。同时，认真贯彻“安全生产，预防为主”的方针，确保投资项目建成后符合国家职业安全卫生的要求，保障职工的安全和健康。 ......
锂电池电解液项目可研报告目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案
锂电池电解液项目初步方案
锂电池电解液项目初步方案 规划设计/投资分析/产业运营
摘要说明— 锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下按一定比例配制而成。电解质锂盐是最核心的组成部分，约占电解液原材料成本60%，有机溶剂占30%，添加剂占10%。 该锂电池电解液项目计划总投资10088.26万元，其中：固定资产投资8796.58万元，占项目总投资的87.20%；流动资金1291.68万元，占项目总投资的12.80%。 达产年营业收入12627.00万元，总成本费用9695.10万元，税金及附加188.94万元，利润总额2931.90万元，利税总额3525.24万元，税后净利润2198.93万元，达产年纳税总额1326.32万元；达产年投资利润率29.06%，投资利税率34.94%，投资回报率21.80%，全部投资回收期6.09年，提供就业职位207个。 报告内容：项目基本情况、建设背景及必要性、市场分析、调研、项目建设规模、项目建设地方案、土建工程研究、工艺先进性、清洁生产和环境保护、安全生产经营、风险评价分析、节能评价、实施进度计划、项目投资分析、经营效益分析、项目总结等。 规划设计/投资分析/产业运营
锂电池电解液项目初步方案目录 第一章项目基本情况 第二章建设背景及必要性 第三章项目建设规模 第四章项目建设地方案 第五章土建工程研究 第六章工艺先进性 第七章清洁生产和环境保护第八章安全生产经营 第九章风险评价分析 第十章节能评价 第十一章实施进度计划 第十二章项目投资分析 第十三章经营效益分析 第十四章招标方案 第十五章项目总结
锂离子电池电解液成份
一、锂离子电池电解液概况 电解液是锂离子电池四大关键材料（正极、负极、隔膜、电解液）之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiFL6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。 表1：电解液材料组成 二、锂离子电池电解液种类 1、液体电解液 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大，它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解，具有较高的离子导电率(> 10- 3 s? cm ) ，而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐它们。由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂，所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机物离子导电率都不好，所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。目前锂离子电池主要是用液态电解质，其溶剂为无水有机物如EC(ethyl carbonate) 、PC (p ropylenecarbonate)、
DMC(dim ethyl carbonate)、DEC (diethyl carbonate)，多数采用混合溶剂，如EC2DMC 和PC2DMC 等。导电盐有L iClO 4、L iPF6、L iBF6、L iA sF6 和L iO SO 2CF3,它们导电率大小依次为L iA sF6> L iPF6> L iClO 4>L iBF6> L iO SO 2CF3。L iClO4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题，一般只局限于实验研究中；L iAsF6离子导电率较高易纯化且稳定性较好，但含有有毒的A s，使用受到限制；L iBF6化学及热稳定性不好且导电率不高，LiO SO2CF3导电率差且对电极有腐蚀作用，较少使用；虽然LiPF6会发生分解反应，但具有较高的离子导电率，因此目前锂离子电池基本上是使用L iPF6。目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用L iPF6 的EC2DMC，它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。 2、固体电解液 用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量，其理论容量高达3862mAh·g-1，是石墨材料的十几倍，价格也较低，被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料，但会产生枝晶锂。采用固体电解质作为离子的传导可抑制枝晶锂的生长，使得金属锂用作阳极材料成为可能。此外使用固体电解质可避免液态电解液漏液的缺点，还可把电池做成更薄(厚度仅为0.1mm )、能量密度更高、体积更小的高能电池。破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高，经钉穿、加热( 200℃)、短路和过充(600%) 等破坏性实验，液态电解质锂离子电池会发生漏液、爆炸等安全性问题，而固态电池除内温略有升高外(<20℃)并无任何其它安全性问题出现。固体聚合物电解质具有良好的柔韧性、成膜性、稳定性、成本低等特点，既可作为正负电极间隔膜用又可作为传递离子的电解质用。 固体聚合物电解质一般可分为干形固体聚合物电解质(SPE)和凝胶聚合物电解质(GPE)。SPE 固体聚合物电解质主要还是基于聚氧化乙烯(PEO)，其缺点是离子导电率较低，在100℃下只能达到10-40cm。在SPE 中离子传导主要是发生在无定形区，借助聚合物链的移动进行传递迁移。PEO容易结晶是由于其分子链的高规整性，而晶形化会降低离子导电率。因此要想提高离子导电率一方面可通过降低聚合物的结晶度，提高链的可移动性，另一方面可通过提高导电盐在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交联、共聚等手段来破坏高聚物的结晶性能，可明显地提高其离子导电率。此外加入无机复合盐也能提高离子导电率。在固体聚合物电解质中加入高介电常数低相对分子质量的液态有机溶剂如PC 则可大大提高导电