1.1 pelarut organik
Pelarut organik adalah bagian utama dari elektrolit, dan kinerja elektrolit terkait erat dengan kinerja pelarut. Oli pelarut yang biasa digunakan dalam elektrolit baterai ion lithium seperti etilena karbonat (EC), dietil karbonat (DEC), dimetil karbonat (DMC), etil metil karbonat (EMC), dll., Umumnya tidak cocok untuk propilen karbonat (PC), etilen glikol dimetil eter (DME) dan sejenisnya terutama digunakan untuk baterai primer lithium. PC digunakan pada baterai sekunder, dan kompatibilitasnya dengan anoda grafit baterai lithium ion sangat buruk. Selama pengisian dan pemakaian, PC terurai pada permukaan anoda grafit, dan rekannya melepas lapisan grafit, menyebabkan kinerja siklus baterai menurun. Namun, film SEI yang stabil dapat dibuat dalam EC atau DM + elektrolit komposit. Secara umum dianggap bahwa pelarut campuran EC dan rantai karbonat adalah elektrolit yang sangat baik dari baterai lithium ion, seperti EC + DMC, EC + DEC, dan sejenisnya. Garam litium elektrolit yang sama, seperti LiPF6 atau LiC104, sistem PC + DME selalu menunjukkan kinerja pengisian dan pengosongan terburuk (relatif terhadap EC + DEC, sistem EC + DMC) untuk material C-MVMB mesofasa karbon microsphere. Tetapi tidak sepenuhnya, ketika PC digunakan dalam aditif terkait untuk baterai lithium-ion, itu bermanfaat untuk meningkatkan kinerja suhu rendah baterai.
Pelarut organik harus dikontrol secara ketat sebelum digunakan. Misalnya, kemurnian harus 99,9% atau lebih, dan kadar air harus 10 * 10 ± 6 atau kurang. Ada hubungan erat antara kemurnian pelarut dan tegangan stabil. Potensi oksidasi pelarut organik dengan standar kemurnian sekitar 5V. Potensi oksidasi dari pelarut organik sangat penting untuk mempelajari harga yang terlalu mahal dan keamanan baterai. Kontrol ketat terhadap kelembaban pelarut organik memiliki pengaruh yang menentukan pada pembuatan elektrolit yang berkualitas. Air di bawah 10 * 10 -6 dapat mengurangi dekomposisi LiPF6, memperlambat dekomposisi film SEI, dan mencegah kenaikan gas. Kadar air dapat dicapai dengan adsorpsi saringan molekuler, distilasi atmosfer atau vakum, dan pengenalan gas inert.
1.2 garam litium elektrolit
LiPF6 adalah garam litium elektrolit yang paling umum digunakan dan merupakan arah pengembangan garam litium di masa depan. Sejauh mungkin, LiCIO4, LiAsF6, dll. Juga digunakan sebagai elektrolit di laboratorium. Namun, karena kinerja suhu tinggi baterai menggunakan LiC104 tidak baik, dan LiC104 sendiri mudah meledak karena benturan, itu juga merupakan oksidan yang kuat, yang tidak aman untuk digunakan dalam baterai. Tidak cocok untuk penggunaan industri besar-besaran baterai lithium-ion,
LiPF6 stabil terhadap elektroda negatif, memiliki kapasitas pelepasan besar, konduktivitas tinggi, resistansi internal kecil, pengisian cepat dan kecepatan pelepasan, tetapi sangat peka terhadap kelembaban dan asam HF, mudah bereaksi, dan hanya dapat dioperasikan di atmosfer yang kering ( seperti sarung tangan dengan kelembaban lingkungan kurang dari 20x10). Dalam kotak), dan tidak tahan terhadap suhu tinggi, reaksi dekomposisi terjadi pada 80 ° C-100 ° C, dan fosfor pentafluoride dan lithium fluoride terbentuk, yang sulit untuk dimurnikan. Oleh karena itu, ketika membuat elektrolit, dekomposisi sendiri dan panas pelarut yang disebabkan oleh pembubaran LiPF6 harus dikontrol. kerusakan. Persentase LiPF yang diproduksi di Cina umumnya sesuai standar, tetapi kadar asam HF terlalu tinggi untuk langsung digunakan untuk menyiapkan elektrolit dan perlu dimurnikan.
1,3 aditif
Ada banyak jenis aditif, dan produsen baterai lithium ion yang berbeda memiliki persyaratan berbeda pada penggunaan dan kinerja baterai, dan fokus dari aditif yang dipilih juga berbeda. Secara umum, aditif yang digunakan terutama digunakan dalam tiga cara:
(1) Menambahkan anisol ke elektrolit untuk meningkatkan kinerja film SEI
Penambahan anisol ke elektrolit baterai lithium ion dapat meningkatkan kinerja siklus baterai dan mengurangi kehilangan kapasitas baterai yang tidak dapat diubah. Anisol bereaksi dengan produk yang diinginkan dari pelarut untuk membentuk LiOCH, yang memfasilitasi pembentukan film SEI yang sangat stabil dan stabil pada permukaan elektroda, sehingga meningkatkan kinerja siklus baterai. Platform pelepasan baterai dapat mengukur energi yang dapat dilepaskan baterai di atas 3.6V, dan sampai batas tertentu mencerminkan karakteristik debit baterai yang besar saat ini. Dalam praktiknya, kami telah menemukan bahwa penambahan anisol ke elektrolit dapat memperpanjang platform pengosongan baterai dan meningkatkan kapasitas pengosongan baterai.
(2) Menambahkan oksida logam untuk mengurangi jejak air dan asam HF dalam elektrolit
Seperti yang disebutkan sebelumnya, baterai lithium ion sangat ketat dengan kebutuhan air dan asam dalam elektrolit. Senyawa karbodiimida dapat menghidrolisis LiPF6 menjadi asam. Selain itu, beberapa oksida logam seperti Al2O3, MgO, BaO, Li2CO3, CaCO3, dll digunakan untuk mencari HF. Namun, laju penghilangan asam terlalu lambat dibandingkan dengan hidrolisis LiPF6, dan sulit untuk disaring. Total konten Li, P dan F dalam elektrolit baterai lithium adalah 96,3%, dan jumlah elemen pengotor utama lainnya seperti Fe, K, Na, CI dan A1 adalah 0,055%.
(3) Mencegah pengisian yang berlebihan dan pengisian berlebih
Anti-overcharged tradisional melalui rangkaian perlindungan internal baterai, sekarang diinginkan untuk menambahkan aditif ke elektrolit, seperti cincin natrium imidazolium, bifenil, karbazol dan senyawa lainnya, senyawa tersebut berada dalam tahap penelitian.