Qu’est-ce que l’électrolyte liquide ?
Électrolyte liquide
(1) Composition chimique L'électrolyte liquide est également appelé solution électrolytique. Il s'agit d'un électrolyte liquide organique couramment utilisé dans les batteries lithium-ion, également connu sous le nom d'électrolyte liquide non-aqueux. L'électrolyte liquide organique est composé de sel de lithium, de solvant organique et d'additifs.
① Sel de lithium : fournit principalement des ions conducteurs. L'hexafluorophosphate de lithium est le sel de lithium le plus largement utilisé dans les batteries commerciales au lithium-ion. Le LiPF6 pur est un cristal blanc, soluble dans les solvants organiques tels que les éthers faiblement-alkyliques, les nitriles, les esters de pyridine, les cétones et les alcools, mais peu soluble dans les solvants organiques tels que les alcanes et le benzène. L'électrolyte LiPF6 a une conductivité relativement élevée ; à 20 degrés, la conductivité de EC+DMC (rapport volumique 1:1) peut atteindre 10×10-²S/cm. La conductivité atteint généralement son maximum lorsque la concentration en électrolyte est proche de 1mol/L. LiPF6 a des performances électrochimiques stables et ne corrode pas le collecteur de courant. Cependant, le LiPF6 a une faible stabilité thermique et se décompose facilement dans l'eau, ce qui nécessite un contrôle strict de la teneur en humidité de l'environnement pendant la préparation et l'utilisation.
② Solvants organiques : Leur fonction principale est de dissoudre les sels de lithium, permettant à l'électrolyte de sel de lithium de former des ions conducteurs.
Les solvants couramment utilisés comprennent le carbonate de propylène, le carbonate de diméthyle et le carbonate de diéthyle.
Les solvants organiques sont généralement choisis pour leur constante diélectrique élevée et leur faible viscosité. Une constante diélectrique plus élevée facilite la dissolution et la dissociation des sels de lithium ; une viscosité plus faible entraîne une migration plus rapide des ions. Cependant, en réalité, les solvants à constantes diélectriques élevées ont une viscosité élevée et les solvants à faible viscosité ont de faibles constantes diélectriques. Il est donc difficile pour un seul solvant de répondre simultanément à toutes ces exigences. Les batteries lithium-ion utilisent généralement un mélange de solvants organiques à constantes diélectriques élevées et à faible viscosité pour compenser les défauts de chaque composant. Par exemple, les carbonates EC ont des constantes diélectriques élevées, ce qui est bénéfique pour la dissociation du sel de lithium, tandis que les carbonates DMC, DEC et EMC ont une faible viscosité, ce qui contribue à améliorer le taux de migration des ions lithium.
③ Additifs : Ils jouent généralement un rôle dans l'amélioration et le renforcement des performances électriques et de sécurité de l'électrolyte. De manière générale, les additifs ont trois fonctions principales : aa Améliorer les performances de la membrane SEI, par exemple en ajoutant du carbonate de vinylène (VC), du sulfite de vinyle (ES) et du SO2 ; b. Empêcher la surcharge (en ajoutant du biphényle) et la décharge excessive ; c. Les additifs ignifuges peuvent empêcher la batterie de brûler ou d'exploser dans des conditions de surchauffe, comme l'ajout de retardateurs de flamme halogénés, de retardateurs de flamme à base de phosphore- et de retardateurs de flamme composites ; d. Réduisez les traces d’eau et la teneur en HF dans l’électrolyte.
