一张图看懂锂电池电解液

Copyright © xincailiao.com2018年一张图看懂锂电池电解液Copyright © xincailiao.com目录201锂电池电解液简介02锂电池电解液产业链分析03锂电池电解液市场分析04锂电池电解液企业分析Copyright © xincailiao.com1.1 锂电池电解液基本介绍3 锂电池电解液是有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体，是电池中是离子传输的载体，在电池正负极之间起到传导输送能量的作用。 电解液一般由高纯度有机溶剂、电解质、添加剂等材料在一定条件下，按一定比例配制而成。锂电池电解液液体电解质无机液体电解质有机液体电解质固体电解质无机固体电解质有机固体电解质纯固体聚合物电解质凝胶聚合物电解质熔盐电解质锂离子电池示意图锂电池电解液分类资料来源：赛瑞研究Copyright © xincailiao.com11.2 锂电池电解液的发展历程易溶锂盐的二元液体电解液富含低粘度组分的液体电解液多元化液态锂离子电池电解液1996年~2004年2004年至今1996年 富含碳酸乙烯酯（EC）或碳酸丙烯酯（PC）的二元液体电解液。 锂电池负极材料多用石墨焦 ， 电 解 液 中 使 用 了 约50%的EC或PC。性能较差，容量低，主要用于手机电池。 此阶段基本不再使用PC。 EC的用量控制在15-35%。 为提高电解液的成膜性质，新 型 溶 剂 如 碳 酸 甲 乙 酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)等低粘度的有机溶剂出现并与EC配合使用。 为提高锂电池性能，锂电池电解液多元化发展，新型电解质锂盐和有机溶剂组成的电解液体系不断出现。 高/低温电解液，高倍率动力电池电解液开始占据显著地位。资料来源：中国粉体网Copyright © xincailiao.com1.3 锂电池电解液的主要组成5电解液溶剂溶质添加剂常规溶剂新型溶剂常规锂盐新型锂盐EC 碳酸乙烯酯DMC 碳酸二甲酯DEC 碳酸二乙酯EMC 碳酸甲乙酯PC 碳酸丙烯酯硝酸酯亚硫酸酯氟代溶剂LiPF6LiBF4LiBOBLiCO4LiAsF6成膜添加剂高/低温添加剂倍率添加剂过充添加剂阻燃添加剂电解液是锂离子电池的关键原材料之一，在电池正负极之间起到传导输送能量的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证，其成本约占锂离子电池生产成本的5%-10%左右。电解液一般由高纯度有机溶剂、电解质、添加剂等材料在一定条件下，按一定比例配制而成。锂电池电解液的主要组成资料来源：赛瑞研究Copyright © xincailiao.com61.4 锂电池电解液的选择原则 选择电解液的一般原则：• 1)化学稳定性好，与正极材料、负极材料、隔膜、集流体、粘结剂等不发生反应；• 2)电化学稳定的电位范围宽，需有约0~5V的电化学稳定窗口；• 3)离子电导能力好一般应达到 10-3～2 x 10-3S/cm ，介电常数高，粘度低，离子迁移的阻力小；• 4)热稳定性好，使用温度范围宽，一般为-40℃～70℃，适用于改善电池的高低温特性；• 5)对环境友好，不会造成环境污染，最好能够生物降解。资料来源：赛瑞研究锂电池电解液的选择原则化学稳定性好电位范围宽导电性能好热稳定性佳对环境友好Copyright © xincailiao.com有机溶剂特性碳酸乙烯酯（EC）碳酸丙烯酯（PC）具有较强的吸湿性碳酸二甲酯（DMC）具有较强的吸湿性，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，不溶于水碳酸二乙酯（DEC）具有吸湿性，不溶于水，溶于醇醚等有机溶剂，易燃易爆碳酸甲乙酯（EMC）具有较强的吸湿性，化学性质不稳定，易分解成醇和二氧化碳1.5 电解液的成分-有机溶剂7 有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用。不同的电解液的使用条件不同， 与电池正负极的相容性不同， 分解电压也不同。 国内常用的点电解液体系有EC+DMC 、EC+DEC 、EC+DMC+EMC 、EC+DMC+DEC 等。 溶剂需要严格控制纯度，水分降至10×10-6之下，能降低电解质LiPF6的分解，减缓SEI膜的分解、防止气涨。几种常用的有机溶剂及其特性资料来源：中国粉体网Copyright © xincailiao.com 常用的电解质锂盐主要有六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）等，从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是目前商业化使用最多的电解质。 选择电解质锂盐的一般原则：1）易溶于有机溶剂，易解离，使电解液有较好的电导率； 2）具有较好的电化学稳定性和化学稳定性；3）环境友好，分解产物对环境影响较小；4）易于制备和纯化，价格较为便宜。1.6 电解液的成分-电解质锂盐8锂盐优点缺点LiPF6综合性能较好热稳定性较差，易吸水水解LiClO4综合性能较好缺点是氧化性强，因此安全性不高LiBF4低温性能好缺点是价格昂贵，溶解度较低LiAsF6综合性能较好，电导率较高毒性大导电性：LiAsF6＞LiPF6＞LiClO4＞LiBF4耐氧化性：LiAsF6＞LiPF6＞LiBF4＞LiClO4热稳定性：LiAsF6＞LiBF4＞LiClO4＞LiPF6几种常用的电解质锂盐及其特性资料来源：中国粉体网Copyright © xincailiao.com1.7 电解液的成分-添加剂9优良的SEI膜（固体电解质薄膜）具有有机溶剂不容性，允许锂离子自由进出电极而溶剂分子无法穿越，从而阻止溶剂分子共插对电极的破坏，提高电池的循环效率和可逆容量等性能。成膜添加剂高低温性能为拓宽锂离子电池使用范围的重要因素之一，通过添加剂使电池在高低温下也具有优良的循环性能。高低温添加剂通过在电解液中添加合适的氧化还原对，当电池充满电或略高于该值时，添加剂在正极上氧化，扩散到负极发生还原反应，从而防止电池过充。过充保护添加剂在电池中添加一些高沸点、搞闪点和不易燃的溶剂，可提高电池的稳定性，改善电池的安全性阻燃添加剂Al2O3、MgO、BaO和锂或钙的碳酸盐等加入到电解液中与电解液中微量的水和HF发生反应，降低水和HF的含量，阻止其对电极的破坏和对LiPF6分解的催化作用，提高电解液的稳定性，从而改善电池性能控制电解液中水和HF含量的添加剂是锂离子电池的理想添加剂，可以从多方面改善电解液的性能。多功能添加剂资料来源：中国粉体网Copyright © xincailiao.com10资料来源：新宙邦招股说明书1.8 电解液的生产工艺流程生产准备检查确认溶剂准备精馏提纯精制提纯中控品检配制搅拌半成品检分装成品检测包装标识入库抽检入库NGNGNGNG溶质OKOKOKOKOKNG留样添加剂 电解液的生产过程需要经过多次检验。电解液的生产工艺流程Copyright © xincailiao.com目录1101锂电池电解液简介02锂电池电解液产业链分析03锂电池电解液市场分析04锂电池电解液企业分析Copyright © xincailiao.com122.1 锂电池电解液产业链资料来源：电池中国电解液产业链上游溶剂EC 碳酸乙烯酯DMC 碳酸二甲酯DEC 碳酸二乙酯EMC 碳酸甲乙酯PC 碳酸丙烯酯溶质LiPF6添加剂成膜添加