鋰離子電池電解液入門必讀

作為鋰離子電池的四大主材料之一，電解液在鋰電池中，主要作為離子遷移的載體，保證離子在正負(fù)極之間的傳輸。

電解液對電池安全性、循環(huán)壽命、充放電倍率、高低溫性能、能量密度等性能指標(biāo)都有一定影響。

電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽和添加劑等原料按一定比例配制構(gòu)成。按質(zhì)量劃分，溶劑質(zhì)量占比 80%~90%，鋰鹽占比10%~15%，添加劑占比在5%左右；按成本劃分，鋰鹽占比約40%~50%， 溶劑占比約30%、添加劑占比約10%~30%。

圖電解液的構(gòu)成

相較于其它三種材料，鋰電池對電解液的要求最為復(fù)雜，需具備多種特性

離子電導(dǎo)性能好，離子遷移阻力要低；

化學(xué)穩(wěn)定性高，不可與電極材料、電解液、隔膜等發(fā)生有害副反應(yīng)；

熔點(diǎn)低，沸點(diǎn)高，在較寬的溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)；

安全性好，制備工藝不復(fù)雜，成本低，無毒無污染。

目前，由于較好的性能與較低的成本，六氟磷酸鋰（LiPF6）是主流的鋰鹽溶質(zhì)。其在各類非水溶劑中有較好的溶解度和較高的電導(dǎo)率，化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，安全性好，且對環(huán)境污染也小。但缺陷同樣明顯六氟磷酸鋰對水分比較敏感，熱穩(wěn)定性也差，最低60℃就可能開始分解，電池性能將快速衰減，低溫環(huán)境的循環(huán)效果則比較一般，適應(yīng)溫度范圍窄。

此外，六氟磷酸鋰對其純度、穩(wěn)定性要求非常高，生產(chǎn)過程涉及低溫、強(qiáng)腐蝕、無水無塵等苛刻工況條件，生產(chǎn)難度也比較大。

新一代鋰鹽中，雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI），被認(rèn)為有望替代六氟磷酸鋰。相較于傳統(tǒng)鋰鹽，LiFSI的的熱穩(wěn)定性更高，而且在電導(dǎo)率、循環(huán)壽命、低溫性能等方面均有優(yōu)勢。

但受限于生產(chǎn)工藝與產(chǎn)能，LiFSI成本過高，遠(yuǎn)超六氟磷酸鋰。為控制成本，LiFSI在實(shí)際商用中仍更多的作為電解液添加劑使用，而非鋰鹽溶質(zhì)。