【CN109935908A】低浓度锂盐电解液及包含其的锂二次电池【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910263504.5

(22)申请日 2019.04.02

(71)申请人 合肥工业大学

地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路

193号

(72)发明人 项宏发　郑浩　孙毅　梁鑫　

(74)专利代理机构 北京维知知识产权代理事务

所(特殊普通合伙) 11503

代理人 王涛

(51)Int.Cl.

H01M 10/0568(2010.01)

H01M 10/052(2010.01)

H01M 10/0525(2010.01)

H01M 10/42(2006.01)

(54)发明名称

低浓度锂盐电解液及包含其的锂二次电池

(57)摘要

本发明提供了一种包含低浓度锂盐的电解

液，包含该电解液的锂二次电池。所述电解液包

含锂盐(Ⅰ)、锂盐(Ⅱ)和溶剂，所述锂盐(Ⅰ)为选

自双草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、

2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂、二氟草酸硼酸

锂、氯三氟硼酸锂和三草酸磷酸锂中的一种或多

种，所述锂盐(Ⅱ)为选自六氟磷酸锂、六氟砷酸

锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、L i CF 3SO 3和L i N

(C x F 2x+1SO 2)(C y F 2y+1SO 2)中的一种或多种，其中x

和y分别独立地是0～5的整数，其中，所述锂盐

(Ⅰ)和锂盐(Ⅱ)的总浓度为0.3～0.

6mol/L。权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 109935908 A 2019.06.25

C N 109935908

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109935908 A

1.一种用于锂二次电池的电解液，其包含锂盐(Ⅰ)、锂盐(Ⅱ)和溶剂，

其中，所述锂盐(Ⅰ)为选自双草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂、二氟草酸硼酸锂、氯三氟硼酸锂和三草酸磷酸锂中的一种或多种，所述锂盐(Ⅱ)为选自六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、LiCF3SO3和LiN (C x F2x+1SO2)(C y F2y+1SO2)中的一种或多种，其中x和y分别独立地是0～5的整数，

其中，所述锂盐(Ⅰ)和锂盐(Ⅱ)的总浓度为0.3～0.6mol/L。

2.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述锂盐(Ⅰ)的浓度为0.05～0.25mol/L，优选0.1～0.2mol/L；所述锂盐(Ⅱ)的浓度为0.05～0.45mol/L，优选为0.2～0.4mol/L。

3.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述结构式LiN(C x F2x+1SO2)(C y F2y+1SO2)为双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂或双(五氟乙基磺酰)亚胺锂。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电解液，其中，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、γ-丁内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚中的至少一种。

5.一种锂二次电池，其包括根据权利要求1至4中的任一项所述的电解液。

6.根据权利要求5所述的锂二次电池，其中，所述锂二次电池为锂离子电池或锂电池。

2

锂离子二次电池及其电解质的分析研究

锂离子二次电池及其电解质的研究 摘要介绍了锂离子二次电池的发展以及与其它二次电池性能的比较，并对影响锂离子二次电池性能的几个问题作了阐述。着重论述了锂离子二次电池的电解质及其导电性能，以及制备六氟磷酸锂的方法。 随着微电子技术的进步和大量问世的可移动电子设备的发展，如手机、摄像机以及近年来出现的电动汽车等，都要求有高能量、体积小、性能可靠的电源做动力，特别是对比能量在100～150Wh/kg(能量密度在250～300Wh/L> 的电池的需要越来越迫切，这种需求为二次锂电池的研制开发提供了切实的动力。如果说七十年代末二次锂电池仅是实验室的产物，那么短短二十年间，以金属锂为负极的电池得到了迅速发展。从用于计算机存储保护的Li/MnO2电池的商品化〔1－5〕以及有军事和民用潜力的2～100Ah的大型锂电池的成膜及测试技术的发展〔6－8〕，到Sony〔9〕、Moly 〔10〕、Bellcore〔11〕相继研制推出的以碳插入化合物为负极，以LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 为正极的锂离子二次电池和对电导率接近液体电解质的固体电解质的研制开发，二次锂电池的各个技术环节都有了长足的进展。预计到本世纪末，锂离子电池将与Ni/Cd、Ni/MeH电池形成三足鼎立的局面。目前，世界各国政府都投入大量的人力、物力，投身到这场技术竞争中。 八十年代发展起来的二次锂电池是一类以金属锂为负极<阳极），以适合于Li+迁移的锂盐溶液为电解质，以具有通道结构，Li+可以方便地嵌入、脱出，但嵌入、脱出过程中结构变化小的材料为正极<阴极）的新型电池体系。由于负极金属锂电位极低<相对于氢电极为－3．3V），且原子量小，因而从每克锂中可以获得大量的电子容量<3862mAh/g 或13907C/g）。这样可使二次锂电池具有高的工作电压和高的比能量。加之锂负极制作简单，工作温度范围较宽<－40℃－70℃），这些都使二次锂电池具有突出的优势，符合国际电池市场向小型、轻量、高比能方向发展的趋势，使之从问世之日起就成为科技热点。 二次锂电池虽然具有高能、自放电等诸多优点，但上市的产品却并不多，原因在于电池的寿命短，库仑效率低，更为突出的是安全问题。究其原因则是锂的活性太高所致，并且金属锂负极的循环能力限制了电池寿命只有200～300次充放电循环能力。 为了解决安全问题，前人进行了许多代用负极<阳极）的研究，如选用Li-Al、Li-Cd-Pb、Li-Sn-Cd、Li-Al-Mn等含Bi、Pb、Cd、Sn的合金或Li/Li3N、LixPb/聚对苯二胺复合负极及嵌入型化合物。合金电极如β-LiAl可抑制枝状晶的形成，使再充电能力提高，但充放电过程中锂的增减造成相变，使合金体积变化明显，机械稳定性变差；另由于电化学因素使电池电压下降，且电极中的锂被铝部分取代，容量减小，较大的牺牲了能量密度，失去了二次锂电池的突出优势。 真正既克服了安全问题又保持了锂电池高电压、高比能的优势，则是锂离子二次电池的出现。1990年2月，Sony 公司开发了正负极都用嵌入化合物的新电池，充、放电时，Li+在两电极间嵌入、脱嵌往复运动。因不用金属锂，体系稳定，循环寿命达1200次；能量密度高，为Ni/Cd 电池<115Wh/kg ）的2倍，Ni/MeH电池<175Wh/kg）的1．5倍，工作电压为3．6V，是Ni/Cd、Ni/MeH电池的3倍，自放电率与Ni/Cd电池相当，充电快。工作性能见表1 表1Sony Li+离子电池工作性能表 规格重量电压容量能量密度比能量寿命自放率工作温度 D型122g 3.6V 14.0Wh 253Wh/L 115Wh/kg 1200<深放）12%每月-20～60℃ Sony Li+离子电池工作时的电压、电流与时间的关系见图1，电压与绝对电流时间的关系见图2 图1Sony Li+离子电池工作时的电压、电流与时间的曲线 图2Sony Li+离子电池工作时的电压与电流*时间的曲线 Sony电池的优异性能以及锂离子二次电池的出现，重新唤起了人们的研究兴致，并成为九十年代以致二1 / 7 十一世纪的科研热点。

关于浅谈锂电池充电电路原理及应用的专业论文

专业电子类论文 题目:浅谈锂电池充电电路原理及应用 作者:yyj 职称:自动化工程师 发表期刊号:XXX-XX 浅谈锂电池充电电路原理及应用 现代生活中,科技高速发展,电子产品需求量急升,应用之广，已达到一个新高度。从而对电子产品充电电池的要求，也越来越高。常用的电池有多种，而锂电池占据较大份额。锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。 一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池： 锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。 锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。 二、锂电池的特点： 1、具有更高的重量能量比、体积能量比；

2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压； 3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性； 4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电； 5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次； 6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时； 7、可以随意并联使用； 8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池； 9、成本高。与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。 三、锂电池的内部结构： 锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。 电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。 单节锂电池的电压为3.6V，容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。 四、锂电池的充放电要求： 1、锂电池的充电：根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。其充放电要求较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。

锂离子二次电池正极材料的构造解析

锂离子二次电池正极材料的构造解析 携带电子机器使用的锂离子二次电池具有“高容量化”“高安全性”的要求。 （Me=Ni/Co/Mn）。关于此材文中列举了用于锂离子二次电池中的正极材料LiMeO 2 料应该重点把握详细的原子构造，由此达到“高容量化”、“高安全性”、“高寿命” 等各种各样的要求，从而提高电池的特性。作为此次的基础研究是，以LiMeO 2（Me=Ni/Co/Mn）中Me的组成种类变化、BL16B2的局部构造的VAFS测定、全体BL16XU的XRD测试，根据结果进行讨论所得出的报告。根据XAFS在测定时修补带上的涂覆进行放射性测试。XRD是在直径为1mm封闭式的细长玻璃试管中进行放射而测试的。根据线源使用25KeV的能量，抑制玻璃的衍射峰，得到了只有试验品良好的衍射轮廓图。 XAFS测定的例如图所示。此次测定很容易的确认， Mn的添加量的变化对Ni的价数所产生的影响。 的XANES（Ni）光谱图 Li（NiCoMn）O 2

前言：由于期待锂离子二次电池的充放电特性、安全性等特性不断提升，为此有 进行研究，尤其是开发其性能。因此必要对作为其正极材料的Li（NiCoMn）O 2 我司以评论性能为基础，对电池材料的构造进行解析。 目的：根据回折/XAFS测定，对于锂离子二次电池用正极材料进行详细的构造解析。 →根据解析构造正确的模型，用数字来说明结晶构造的不完全性（氧素的缺损量、晶格的歪斜）。 测定射线 ●BL16B2（XAFS测定） Ni?Co?Mn透过法测定 ●BL16XU（XRD测定）使用玻璃细管透过法

池相比较，突显出能量密度越高，记忆效果小的特征。

锂电池结构与原理

锂电池原理和结构 1、锂离子电池的结构与工作原理：所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。以LiCoO2为例：⑴电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO 2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4。⑵为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2＋3x＋5y)/2)等。 2、电池一般包括：正极（positive）、负极（negative）、电解质（electrolyte）、隔膜（separator）、正极引线（positivelead）、负极引线（negativeplate）、中心端子、绝缘材料（insulator）、安全阀（safetyvent）、密封圈（gasket）、PTC（正温度控制端子）、电池壳。一般大家较关心正极、负极、电解质

锂电池的详细介绍 1、锂离子电池 锂离子电池目前由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中，液态锂离子电池是指Li +嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物L iC oO2或LiMn2O4，负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。 2、锂离子电池发展简史 锂电池和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2，SOCL2，(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。 3、锂离子电池发展前景 锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。 4、电池的基本性能 (1)电池的开路电压 (2)电池的内阻 (3)电池的工作电压 (4)充电电压 充电电压是指二次电池在充电时，外电源加在电池两端的电压。充电的基本方法有恒电流充电和恒电压充电。一般采用恒电流充电，其特点时在充电过程中充电电流恒定不变。随着充电的进行，活性物质被恢复，电极反应面积不断缩小，电机的极化逐渐增高。

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

锂二次电池的介绍与展望

锂电池的简介与展望 锂电池的产生源于人们对金属锂的发现与应用，锂元素是所有元素中标准电位最低（25℃标准电位为-3.04V vs.SHE）、密度最小（0.534g/cm3）、电化学当量最低（0.26g·A/h）、理论比容量最高（3861mA·h/g）的金属元素。因而，金属锂具有非常高的能量密度，以金属锂为负极的电池具有很高的能量密度和工作电压。 为电极，通过氧化还原反最早的锂一次电池是爱迪生发现的，以Li和MnO 2 应实现电池放电。但由于锂的化学性质非常活波，使得金属锂的加工、保存和使用对环境的要求非常高，所以长期以来锂电池没有得到应用。20世纪年代末，石油危机迫使人们去寻找新的替代能源，同时军事、航天、医药等领域也对电源提出新的要求。金属锂优秀的特性，使它顺理成章的进入了电池设计者的视野。之后，经过各国科学家的不断发展，各种商品化锂一次电池相继出现。 锂一次电池的成功研发和应用激起了二次电池的研究热潮，学术界的研究开始集中在“如何使该电池反应变得可逆”。1980年Armand提出了“摇椅式电池概念”（RCB）。1991年，多个电池制造商都推出了与RCB概念对应的电池产品。锂二次电池进入了高速发展的时代。 电池的发展已经有180多年的历史，从铅-酸电池、镍-镉电池发展到镍-氢电池和锂离子二次电池，电池的能量密度和功率密度不断提高。目前，锂离子电池的能量密度已达到铅-酸电池的5-8倍，在便携式电子设备、电动汽车、航天航空与军事等各个领域得到了广泛应用。从目前的发展来看，锂二次电池还将持续主导高效电能储存市场。 但无论是在以上哪个领域，锂离子最好能实现快速充电，这样，工作效率才会更高。当前，各国科学家都在积极研究锂离子电池快速充电的方法，最近，以色列特拉维夫的起步公司StoreDot Ltd.发布了一款充电器原型，能够将手机电池在30秒内从接近没电到完全充满。虽然类似的报道还有很多，但是闪充终究没能大规模应用。因为在对其进行快速充电时，锂离子电池会产生大量的热量甚至是着火爆炸。经过查阅相关资料，归纳出制约锂离子电池热安全性因素主要如下。 1. SEI 膜的分解反应本来 SEI膜在锂离子电池中是起一定保护作用的膜，他可以一定程度上的不让电池体系内部发生一些不利于电池正常运作的反应，但是其是亚稳态的，在较高温度下会发生分解反应并放出热量。 2. 电解液与嵌入锂的反应在一定温度下，由于 SEI膜的分解，使其不能起到阻隔电解液与负极接触，这种情况下，电解液就与嵌入到负极中的锂发生反应并放出热量。 3. 电解液的分解当电池内部温度高于 200℃时，电解液将发生分解并放出热量。 4. 锂与电解液的反应电池在过充电的情况下会有金属锂产生，此时，电解液与金属锂会发生反应并产生热量。

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

锂电池电解液特性 锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。 基本信息 中文名称锂电池电解液 组成锂盐和有机溶剂 含义离子传输的载体 分类电池 锂电池电解液主要成分介绍 1.碳酸乙烯酯:分子式: C3H4O3 透明无色液体(>35℃),室温时为结晶固体。沸点:248℃/760mmHg ， 243-244℃/740mmHg;闪点:160℃;密度:1.3218;折光率:1.4158(50℃);熔点:35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶剂。可用作纺织上的抽丝液;也可直接作为脱除酸性气体的溶剂及混凝土的添加剂;在医药上可用作制药的组分和原料;还可用作塑料发泡剂及合成润滑油的稳定剂;在电池工业上，可作为锂电池电解液的优良溶剂 2.碳酸丙烯酯分子式:C4H6O3 无色无气味,或淡黄色透明液体，溶于水和四氯化碳，与乙醚，丙酮，苯等混溶。是一种优良的极性溶剂。本产品主要用于高分子作业、气体分离工艺及电化学。特别是用来吸收天然气、石化厂合成氨原料其中的二氧化碳，还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。 毒理数据:动物实验经口服或皮肤接触均未发现中毒.大鼠经口LD50=2,9000 mg/kg. 本品应储存于阴凉、通风、干燥处，远离火源，按一般低毒化学品规定储运。 3.碳酸二乙酯分子式:CH3OCOOCH3 无色液体，稍有气味;蒸汽压1.33kPa/23.8℃;闪点25℃(可燃液体能挥发变成蒸气，跑入空气中。温度升高，挥发加快。当挥发的蒸气和空气的混合物与火源接触能

够闪出火花时，把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃，把发生闪燃的最低温度叫做闪点。闪点越低，引起火灾的危险性越大。);熔点-43℃;沸点125.8℃;溶解性:不溶于水，可混溶于醇、酮、酯等多数有机溶剂;密度:相对密度(水=1)1.0;相对密度(空气=1)4.07;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用作溶剂及用于有机合成 ①健康危害 侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:本品为轻度刺激剂和麻醉剂。吸入后引起头痛、头昏、虚弱、恶心、呼吸困难等。液体或高浓度蒸气有刺激性。口服刺激胃肠道。皮肤长期反复接触有刺激性。 ②毒理学资料及环境行为 毒性:估计能通过胃肠道、皮肤和呼吸道进入机体表现为中等度毒性。刺激性比碳酸二甲酯大。 急性毒性:LD501570mg/kg(大鼠经口);人吸入20mg/L(蒸气)×10分钟，流泪及鼻粘膜刺激。 生殖毒性:仓鼠腹腔11.4mg/kg(孕鼠)，有明显致畸胎作用。 危险特性:易燃，遇明火、高热有引起燃烧的危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。 燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。 ③泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 ④防护措施 呼吸系统防护:空气中浓度较高时，建议佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。 眼睛防护:戴安全防护眼镜。 身体防护:穿防静电工作服。

锂电池的工作原理和应用分析(定稿)

Southwest university of science and technology 本科毕业设计（论文）锂离子电池的工作原理和应用分析 学院名称理学院 专业名称光信息科学与技术 学生姓名杨大华 学号20072708 指导教师施鹏程讲师 二〇一一年六月

西南科技大学本科生毕业论文1锂离子电池的工作原理和应用分析 摘要：锂离子电池是一种新型的电池，在很多领域中得到了广泛应用。在各种新能源电池中，锂离子电池被认为是最有发展前途的新能源动力型电池之一。本论文通过介绍锂离子电池的原材料与工作原理，提高了对锂离子电池的结构特性和工作机制的认识。通过分析我国锂离子电池的研究动态,指出了我国在锂离子电池技术和产品上已经接近世界先进水平,并且向着更抗衰老，更低回收率，更耐受过充，更长寿命方向发展。最后针对国内动力型锂离子电池发展中存在的主要的六大问题,提出了七个相应的解决方法。 关键词：锂离子电池；新能源；工作原理；应用

西南科技大学本科生毕业论文2 The Work Principle and Application Analysis of the Lithium-ion Battery Abstract: Lithium ion battery is a new type of battery. It can be widely used in many fields. In all kinds of new energy battery, lithium ion battery is considered as one of the most promising new energy. To know more about the structure of lithium-ion battery characteristics and working mechanisms, this thesis describes the raw materials and working principle. Through analyzing of the lithium-ion battery researching trends, the technology and products of the lithium-ion batteryare in our country are closing to the world advanced level, and facing to a more anti-aging, more low recovery, more tolerance overcharge, longer life direction.Finally, according to six problems in the development of lithium ion batteries, put forward seven corresponding solutions. Keywords: Lithium-ion battery；New energy；Working principle；Apply 2

锂电池结构与原理

锂电池原理与结构 1、锂离子电池得结构与工作原理:所谓锂离子电池就是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子得化合物作为正负极构成得二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间得转移来完成电池充放电工作得,独特机理得锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。以LiCoO2为例:⑴电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态,一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定得嵌锂过渡金属氧化物做正极,如LiCoO 2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4。⑵为负极得材料则选择电位尽可能接近锂电位得可嵌入锂化合物,如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等与金属氧化物,包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0、4～0、6,y=0、6～0、4,z=(2＋3x＋5y)/2)等。

2、电池一般包括:正极(positive)、负极(negative)、电解质(electrolyte)、隔膜(separator)、正极引线(positivelead)、负极引线(negativeplate)、中心端子、绝缘材料(insulator)、安全阀(safetyvent)、密封圈(gasket)、PTC(正温度控制端子)、电池壳。一般大家较关心正极、负极、电解质

锂电池得详细介绍 1、锂离子电池 锂离子电池目前由液态锂离子电池(LIB)与聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中,液态锂离子电池就是指Li +嵌入化合物为正、负极得二次电池。正极采用锂化合物L iC oO2或LiMn2O4,负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长,就是21世纪发展得理想能源。 2、锂离子电池发展简史 锂电池与锂离子电池就是20世纪开发成功得新型高能电池。这种电池得负极就是金属锂,正极用MnO2,SOCL2,(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点,已广泛应用于军事与民用小型电器中,如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。 3、锂离子电池发展前景 锂离子电池以其特有得性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发得大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用,预计将成为21世纪电动汽车得主要动力电源之一,并将在人造卫星、航空航天与储能方面得到应用。 4、电池得基本性能 (1)电池得开路电压

锂离子二次电池_电芯规格书

锂离子二次电池 型号:454060AP 1000mAh 销售部地址：电话：（86）0755-传真：（86）0755-工厂地址：电话:（86）传真:（86） 网址： 目 录

●封面 (1) ●目录 (2) ●适用范围 (3) ●引用标准 (3) ●产品类型 (3) ●产品规格 (3) ●外观 (3) ●性能 (3) ●常规性能 (4) ●环境适应性能 (5) ●安全性能 (6) ●技术和安全要求 (6) ●包装、储存及运输 (7) ●保质期限 (7) ●电池使用时警告及注意事项 (8) ●附：产品外形图 (9) 1、适用范围：本产品规格适用于能源实业有限公司生产的二次锂离子电池主要性能指标 的描述，此此份说明书仅适用于单体电池，用户请务必严格按说明书中的测试或使用方法进行使用，如有不明的事项，请与供应方协商解决。

2、引用标准：GB/T18287-2000 3、产品类型、型号和外形尺寸 3.1产品类型：二次锂离子电池 3.2产品型号： 3.3电芯外观尺寸（Max）:厚×宽×长（mm) 4、产品规格： 项目特征备注标称容量（最小容量）mAh0.2C5A放电容量标称电压 3.7V0.2C5A放电平均电压标准充电电流0.2C5A工作温度：0~45℃ 快速充电电流 1.0C5A工作温度：0~45℃ 充电截止电压 4.20V±0.05V CC/CV 标准放电电流0.2C5A工作温度:-20~60℃ 瞬间最大放电电流 2.0C5A工作温度:0~60℃ 放电截止电压 3.0V 充电模式恒流恒压充电模式 标称内阻≤60mΩ半充电态,AC1KHZ条件下测试 贮存温度≤1个月-20~45℃ 电池应在带电50％或电池应 在 3.70～3.80V的状态下储 存;长期贮存温度:20 ±5℃(推荐) ≤3个月0~30℃ ≤6个月20±5℃ 贮存湿度65±20％RH 5、外观 表面没有如脏污、严重擦伤、漏液、凹点和变形等缺陷。 6、性能 6.1、标准测试条件 无其他指定时，按GB/T18287-2000标准测试条件。 本规格书中所有的测试均在23±2℃（温度） 、65±20％RH（湿度）下进行；如果测试结果与要求条件无关，则也可以在15～30℃(温度)、25～85％RH（湿度）下进行。(潮湿中进行测试会影响测试结果) 6.2、测试的手段和仪器 6.2.1、测量尺寸的工具 用0.01mm或更精确的工具来测量尺寸,其量程为0-200mm. 6.2.2、电压表和电流表 电压表的精确度为±5mv,其量程为0-20V;电流表的精确度为当前电流±0.3%.

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

高能量密度锂二次电池电极材料研究进展

中国科学:鮮2011 ^^8^1229-1239^《中国科学》杂志社5015^171^ 51^110^ 0111111103^/^^州加丨洲吼⑶!!！0116111.8010111113.001118010*105 0剛众叩688 高能量密度锂二次电池电极材料研究进展 辛森，郭玉国\万立駿^ 中国科学院化学研宄所分子纳米结构与技术院重点实验室，北京100190 幸通讯作者,6-111211：义辟110010028.30.1:0；抑11|！』|11|@|00狀加.!；!） 收稿日期:2011^05^04；接受日躲2011^06-08 ^01： 10.1360/032011-296 摘要锂离子电池是目前广泛应用的高能量密度小型二次电池，但随着其应用领域突飞猛 进的发展，迫切需要进一步提高其能量密度.本文介绍了近年来高能量密度锂离子电池正、负极材料及新型髙能量密度锂二次电池体系方面的研究进展；结合本实验室的研究工作，着重介 绍了高容量正、负极材料的选择、微纳结构设计、表面包覆和合成策略；讨论了锂硫电池、锂 空气电池等高比能金属锂二次电池的未来发展方向.关键词 锂离子电池 高能量密度 微纳结构 锂硫电池 锂空气电池 1引言 “摇椅式”锂二次电池的概念最初由提出，后由日本索尼公司在20世纪90年代初商品化，并命名为锂离子电池丨与铅酸电池、镍镉电池等传统 二次电池相比，锂离子电池具有放电电压高、能量密 度高、循环寿命好、绿色环保等显著优点，因而迅速 在包括手机和笔记本电脑在内的便携式电子消费品 市场占据重要位置.目前，锂离子电池的应用领域已 扩展至电动汽车、电动工具、智能电网、分布式能源 系统、航空航天、国防等领域，成为21世纪最有应 用价值的储能器件之一卜51.由于单一的锂离子电池 无法满足各类不同应用的具体需求，人们便开始针 对不同的应用开发具有特殊性能的锂离子电池.具 体而言，目前锂离子电池方面的研究主要包括高能 量密度锂离子电池、高功率密度锂离子电池以及长寿 命锂离子电池等几个方向【6‘叉 由于高能量型锂离子电池在先进信息处理终端 设备和电动汽车等重要战略领域里至关重要，倍受 人们的关注.尽管目前已商品化的锂离子电池的能 量密度已达到150~200双峻，但受到传统正极材 料和碳负极材料自身理论储锂容量极限的制约，很难进一步提高其能量密度.因此，人们将目光转向新 的高能量密度电极材料体系和基于新原理的高能量 密度锂二次电池体系，如锂硫电池、锂空气电池等丨 但是如何平稳控制这些高能体系的电化学反应，保 证能量的高效转化和存储，是目前该领域面临的巨 大挑战丨这些新型二次电池的实用化取决于高性能 电极材料的开发. 近年来，纳米技术在改善储锂材料动力学方面 显示出突出优势，这使得目前的研究开始关注虽然 具有高的理论能量密度，但过去由于动力学原因而 被忽略的材料体系卜71.纳米材料由于具有较高的 比表面能，在电池应用中普遍存在界面稳定性问题.此外，纳米材料由于较小的尺寸，在电池制作过程 中带来诸多不便，并降低电极片的堆积密度.因此 如何构筑高能量密度、表界面稳定的纳米结构电极 材料是当前纳米储锂电极材料研究的核心问题之二 以下部分将结合本实验室近几年来的研究工作，对 高能量密度锂离子电池正、负极材料及新型高能量 密度锂二次电池体系方面的研究进展进行阐述，包括材料体系的选择、微纳结构设计、表面包覆和合 成策略丨 1994-2012 0111112 ^0311011110 101111131 51601^01110 901180.八I I0^1113 挪以代丄?中:〃训

锂离子二次电池

锂离子二次电池 锂离子二次电池由于具有容量大、寿命长、无环境污染、使用安全等优点,已广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电器中。随着技术的发展,锂离子电池在未来的电动汽车和储能领域也有着非常好的应用前景,必将对未来人们的生活产生深刻的影响。 在人们接触锂电池的初期，主要使用的是液态锂电池。但液态锂电池有着有些巨大的弱点。 1.容易液漏安全性差 2.容易发生锂枝晶现象，导致电池正极与负极相连，导致短路。 聚合物电解质分类 1.无溶剂的全固态聚合物电解质 2.含有有机增塑剂的凝胶型聚合物电解质 3. 物理交联型化学交联型 有机增塑剂：聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯和钛酸二丁酯。

全固态聚合物电解质：一般情况下不含游离有机溶剂，由聚合物基体和锂盐复合后所得。这种电解质可看作电解质盐溶解于聚合物基体而成为的一个固态溶液。 胶型聚合物电解质：聚合物基体，增塑剂和电解质锂盐通过互溶的方法而形成的具有合适微结构的聚合物电解质体系。 例子：PMMA基GPE PMMA- LiCLO4 -PC体系 聚合物单体锂盐增塑剂 PMMA基GPE 特点 通过实验得出结论 1.PMMA中基团与电解质锂盐没有相互作用PMMA在GPE体系中是惰性的 2.循环次数多容量可以保持在90% 循环性能好 3.整个体系在电池安装后基本稳定PMMA基GPE与锂极界面稳定性好 PMMA机械强度较差，需要通过改性之后才能使用。 可通过共聚，共混，添加填料等方法对PMMA进行改性。 高分子锂离子二次电池 优点 1.其电池内部不含液态电解液，使用的是胶态的高分子固体电解质————无电池漏液问题安全得到保障 2.电池可设计成多种形状可制成薄型电池：以 3.6V、400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm 电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲90度左右电池的外形设计和组装方便，可以适应商品 3.液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池由于本身无液体，可在单颗内作成多层组合达到高电压。 4.使用寿命长无记忆性可循环重复使用40000－100000次。

高分子型锂离子二次电池介绍

高分子型鋰離子二次電池介紹 陳浩銘、林泱蔚、林滄浩 台大化學系 鋰離子電池具有工作電壓高（3.6 V olt ）、能量密度大（120 Wh/kg ）、重量輕、壽命長及環保性佳等優點。鋰金屬二次電池，是最早有系統的鋰電池，雖然具有很高的能量密度，金屬鋰的化性很強，易與電解質反應，造成電池不穩定和安全上的問題。基於安全性的考量，鋰二次電池的發展逐漸由鋰金屬二次電池轉成鋰合金與鋰離子二次電池。然而，因液態鋰離子二次電池使用有機電解液，易揮發燃燒，又有漏液的可能，有安全上的疑慮。近年來，高分子鋰離子的發展，改用高分子電解質為電解液，大大提高安全性與可撓性，已在近幾年成為市場的新寵。 前言 - 傳統鋰離子二次電池原理 傳統電化學電池主要是由陰極 （anode ）、陽極（cathode ）及電解質（electrolyte ）所組成，組成一個高電荷密度電池，需要高電容量電極材料，此材料亦同時提供了高工作電壓V c 。一般而言，要達到高V c ，必須陰極有較低的work function φa ，而陽極有高work function φc ，得到： ()e V a c oc /φφ?= 如圖所示 正極材料 常用正極材料有Li X CoO 2、 Li X NiO 2、 Li X Mn 2O 4（通稱為Lithium Insertion Compounds ）。其中，Li X CoO 2及Li X NiO 2為層狀結構（layer structure ）如附圖，充電時， 由實驗結果得知僅能釋出約一半的鋰離子，一旦超過此限，六方最密堆積結構將被破壞，而失去了可逆性充放電功能，故實際電容量約為理論值之半。而Li X Mn 2O 4為尖晶石（spinel ）結構，如附圖。鋰離子填在Mn 3+/4+及O 2-所組成的四面體之間，在釋出鋰離子之後，對於結構並不會造成任何改變，實際充放電量與理論值相近。 負極材料