鋰電池回收電解液對電池性能的影響

時間：2020-06-14

鋰電池回收電解液對電池性能的影響

鋰及其化合物在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，隨著新能源電動汽車進一步推廣，鋰市場需求量不斷增加，從基性巖石含鋰礦物中提取鋰越來越受到關(guān)注。

自然界中，含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和透鋰長石等。以鋰礦石為原料提取鋰、銣、銫等有價金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、硫酸鹽法、氯化物法和壓煮法等。

鋰電池回收電解液成分介紹，電解液如何影響鋰電池質(zhì)量?電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料(正極、負極、隔膜、電解液)之一,鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體，起著至關(guān)重要的作用。鋰電池電解液成份一般由鋰鹽和**溶劑組成。

電解液，大的分類可以按照液態(tài)電解液，固態(tài)電解液和凝膠電解液;液體電解液，又可以分成**電解液和無機電解液。當前應(yīng)用較廣的是液態(tài)**電解液。

鋰電池回收

電解液充溢在電池殼體內(nèi)部，電池的正負極和隔膜都浸泡其中。電解液一方面提供部分活性鋰離子，作為充放電過程中的導電離子使用。另一方面，電解液提供離子通道，或者叫載體，使得鋰離子可以在其中自有移動。

鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體。在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用，就像是正極與負極之間的“愛情紐帶”，是對鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。

鋰電池電解液的主要成分：

電解液一般由高純度的**溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。鋰電池電極液的主要成分有以下七種：

1.碳酸乙烯酯:分子式:C3H4O3，透明無色液體(>35℃),室溫時為結(jié)晶固體，是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶劑。

2.碳酸丙烯酯，無色無氣味,或淡黃色透明液體，溶于水和四氯化碳，與乙醚，丙酮，苯等混溶。本品應(yīng)儲存于陰涼、通風、干燥處，遠離火源，按一般低毒化學品規(guī)定儲運。

3.碳酸二乙酯，無色液體，稍有氣味;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點25℃(可燃液體能揮發(fā)變成蒸氣，跑入空氣中。

4.碳酸二甲酯，是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料;同時具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度。

5.碳酸甲乙酯，無色透明液體，是近年來興起的高科技、高附加值的化工產(chǎn)品，一種優(yōu)良的鋰離子電池電解液的溶劑，本品應(yīng)儲存于陰涼、通風、干燥處，按易燃化學品規(guī)定儲運。

6.六氟磷酸鋰，白色結(jié)晶或粉末，潮解性強;暴露空氣中或加熱時分解，暴露空氣中或加熱時六氟磷酸鋰在空氣中由于水蒸氣的作用而迅速分解，放出PF5而產(chǎn)生白色煙霧。

7.五氟化磷，是磷鹵化合物。五氟化磷在常溫常壓下為無色惡臭氣體，其對皮膚、眼睛、粘膜有強烈刺激性。五氟化磷被用作聚合反應(yīng)的催化劑。

鋰電池電解液如何影響電池質(zhì)量?

為了確定電解液對鋰電池的影響，有研究團隊利用LiTFSI和LiFSI做相關(guān)實驗，LiTFSI和LiFSI是非常相似的兩種電解液，僅僅是LiFSI比LiTFSI含有較少的碳和氟。他們利用環(huán)境分子實驗室里的設(shè)備不斷地測試電池充放電的能量，最后對電極做了調(diào)查分析。

他們發(fā)現(xiàn)用LiTFSI做電解液的鋰硫電池當中，鋰原子被硫原子束縛，在電極表面形成硫化鋰(LiSx)。而用LiFSI做電解液時,則形成硫酸鋰(LiSOx)。通過計算兩種鋰的化合物的結(jié)合緊密度,他們發(fā)現(xiàn)鋰硫化物容易破裂釋放鋰。然而,硫酸鋰是很難分開的，因此硫酸鋰當中的氧元素是罪魁禍首。

通過將宏觀的成分分析與模擬相結(jié)合，我們可以看到哪些鍵容易破碎，如果化學鍵發(fā)生斷裂，會發(fā)生什么。"正在國家實驗室**這項研究的Ji-Guang(Jason)Zhang博士說到，"這個過程讓我們識別電解質(zhì)的行為，引導我們設(shè)計較好的電解質(zhì)，提高鋰硫電池的循環(huán)壽命。

鋰電池電解液成份優(yōu)勢是什么?

a.高的離子電導率，一般應(yīng)達到1x10-3~2x10-2S/cm;

b.高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，在較寬的電壓范圍內(nèi)不發(fā)生分離;

c.較寬的電化學窗口，在較寬的電壓范圍內(nèi)保持電化學性能的穩(wěn)定;

d.與電池其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性;

e.安全、無毒、無污染性。

以上就是鋰電池電解液成分詳細介紹，目前商用鋰電池所用的電解液大部分采用LiPF6的EC/DMC，它具有較高的離子導電率與較好的電化學穩(wěn)定性?？偟膩碚f，鋰電池電解液的作用是非常大的，而且它的發(fā)展前景也是非常廣闊的。

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詞條說明
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