液体電解質とは何ですか?

液体電解質とは何ですか?

液体電解質

(1) 化学組成 液体の電解質は電解液とも呼ばれます。これは、リチウム-イオン電池で一般的に使用される有機液体電解質であり、非水性液体電解質としても知られています。-有機液体電解質は、リチウム塩、有機溶媒、添加剤から構成されます。

① リチウム塩：主に導電性イオンを供給します。六フッ化リン酸リチウムは、市販のリチウム-イオン電池で最も広く使用されているリチウム塩です。純粋な LiPF6 は白色の結晶で、低-アルキルエーテル、ニトリル、ピリジンエステル、ケトン、アルコールなどの有機溶媒に可溶ですが、アルカンやベンゼンなどの有機溶媒にはほとんど溶けません。 LiPF6 電解質は比較的高い導電率を持っています。 20 度では、EC+DMC (体積比 1:1) の導電率は 10×10-²S/cm に達します。導電率は通常、電解質濃度が 1mol/L に近づくと最大になります。 LiPF6 は安定した電気化学的性能を持ち、集電体を腐食しません。ただし、LiPF6 は熱安定性が低く、水中で容易に分解するため、調製および使用中に環境水分含有量を厳密に制御する必要があります。

② 有機溶媒: その主な機能はリチウム塩を溶解し、リチウム塩電解質が導電性イオンを形成できるようにすることです。

一般的に使用される溶媒には、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどがあります。

有機溶媒は一般に、誘電率が高く、粘度が低いために選択されます。誘電率が高いと、リチウム塩の溶解と解離が容易になります。粘度が低いほど、イオンの移動が速くなります。しかし、実際には、誘電率が高い溶媒は粘度が高く、粘度が低い溶媒は誘電率が低くなります。したがって、単一の溶媒でこれらすべての要件を同時に満たすことは困難です。リチウム-イオン電池は通常、各コンポーネントの欠点を補うために、誘電率の高い有機溶媒と粘度の低い有機溶媒の混合物を使用します。たとえば、EC カーボネートは誘電率が高く、リチウム塩の解離に有利です。一方、DMC、DEC、EMC カーボネートは粘度が低いため、リチウム イオンの移動速度の向上に役立ちます。

③ 添加剤: 一般に、電解液の電気的および安全性の性能を向上および強化する役割を果たします。一般的に言えば、添加剤には 3 つの主な機能があります。 aa 炭酸ビニレン (VC)、亜硫酸ビニル (ES)、および SO2 を添加するなどして、SEI 膜の性能を向上させます。 b.過充電（ビフェニルの添加による）と過放電を防止します。- c.難燃性添加剤は、ハロゲン化難燃剤、リン-ベースの難燃剤、複合難燃剤の添加など、過熱条件下でのバッテリーの燃焼や爆発を防ぐことができます。 d.電解液中の微量の水と HF 含有量を減らします。