非水溶液鋰電解質(zhì)主要有兩種類型電解質(zhì)用于鋰離子電池:液體電解質(zhì)與膠體電解質(zhì)。液體電解質(zhì)是鋰鹽在一種或多種有機(jī)溶劑中的溶液,典型的溶劑是碳酸酯。如專著中所介紹的,膠體電解質(zhì)則是鹽和溶劑同時(shí)溶于高分子量聚合物或與其混合形成的一種離子導(dǎo)電材料。負(fù)極材料用于鋰離子電池的膠體電解質(zhì)典型地為由PVDF-HFP、LiPF6或LiBF4鹽和碳酸酯類溶劑形成的膜。
噴霧合成氧化硅可以加到PVDF-HFP中,用于增加結(jié)構(gòu)的整體性,膠體電解質(zhì)也可以在電解質(zhì)中引入可聚合的單體,然后通過熱或其他方法在電池裝配后實(shí)施交聯(lián)形成,這一方法幫助將電池各組分結(jié)合在一起,尤其是對(duì)方形電池十分重要。膠體電解質(zhì)還有的可能優(yōu)點(diǎn)是液相吸收于聚合物內(nèi),出此降低電池發(fā)生漏液現(xiàn)象的可能性。但是,事實(shí)上在液體電解質(zhì)電池中,電解質(zhì)能夠幾乎完全地由電極和隔膜所吸收。
在市場(chǎng)或文獻(xiàn)中的膠體電解質(zhì)通常稱為凝膠聚合物電解質(zhì),電池網(wǎng)采用膠體電解質(zhì)(或凝膠一聚合物)的電池則稱為膠體聚合物電池或簡(jiǎn)稱聚合物電池。當(dāng)今使用的大多數(shù)鋰離子電解質(zhì)都采用L1PF6作為鹽,其配制的溶液具有高的電導(dǎo)率(10 - S/crTi);高的離子遷移數(shù)(約0.35)和可以接受的安全性質(zhì)。如以下所述,工業(yè)界對(duì)其他鹽類已經(jīng)給予關(guān)注,其中有顯著興趣的是L1BF4、LiN( CF3 S02)2以及二草酸硼鋰( LiBOB)。當(dāng)今使用的電解質(zhì)幾乎都唯一采用碳酸酯類溶劑。碳酸酯類溶劑屬于質(zhì)子惰性溶劑,呈極性并有高介電常數(shù),由此可以與鋰鹽形成高濃度的溶液(≥Imol/l。)。
同時(shí)鋰電池廠商也能與電池的電極材料在較寬廣的電位范圍內(nèi)有相容性。工業(yè)界初期集中于使用丙烯酸酯(PC)基的溶液。而現(xiàn)在的配方中已選擇其他類型的碳酸酯,顯著的有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙甲酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)以及部分PC。如果單獨(dú)使用PC,又沒有EC和小量LiBOB添加,可由于與鋰共嵌入進(jìn)石墨晶格引起其表層剝離.使石墨電極性能衰減。鋰離子電解質(zhì)溶劑的選擇也受到應(yīng)用時(shí)是否有低溫要求的影響。低溫電解質(zhì)采用具有低黏度和同時(shí)有低凝固點(diǎn)的溶液。







