文档介绍：锂离子电池对电解液量需求及电解液量对电池性能的影响2010年06月11日作者:杉杉科技技术支持中心来源:《化学与物理电源系统》第17期编辑:ser1前言通用的锂离子电池电解液由无机锂盐电解质和有机碳酸酯组成,作为锂离子迁移和电荷传递的介质,是锂离子电池不可或缺的重要组成部分,是锂离子电池获得高电压、高能量密度、高循环性能等优点的基础。电解液开发和设计过程中,可以通过提高电解液纯度、调节锂盐浓度和溶剂组成、使用功能添加剂来控制和改善电解液的杂质含量、导电率、粘度、温度窗口等理化性能。在电池设计过程中,不可忽略正负极材料与电解液的兼容性,针对不同的正负极体系选择恰当的电解液体系是电池获得优异性能的前提。选择了恰当的正负极与电解液体系,并不能保证电池具备高能量密度、长循环寿命和高安全性等优点,还要确定恰当的电解液量。本文考察了电解液量对锂离子电池容量、循环性能、安全性能的影响以及不同正极材料体系对电解液量的需求差异。2实验方法选取方型铝壳型号作为实验电芯型号,正极活性物质相应分别采用钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂,、、、;负极采用人造石墨,,电解液体系为1MLiPF6/(EC/EMC/DEC/MPC/添加剂),。其中钴酸锂电芯1C倍率的标称容量为1000mAh,镍钴锰酸锂电芯1C倍率的标称容量800mAh,锰酸锂电芯1C倍率的标称容量为600mAh,磷酸铁锂电芯1C倍率的标称容量为600mAh。根据不同正极,按照工艺分别制成铝壳方型电芯100只。相应各取只未注液电芯,采用真密度仪测试封口前后的体积,计算电芯内部的空间体积,此体积乘以电解液的密度,即可得到电芯的最大注液量。根据电芯内部空间测试结果,制定注液梯度,进行对比实验。将剩余电芯平均分配后,按照注液梯度进行注液,再按正常工艺完成化成、封口等工序后称量电芯的重量,电芯老化后留待测试。、镍钴锰酸锂电芯、锰酸锂电芯、磷酸铁锂电芯的最大注液量,每种电池各取5只电芯,测得其卷芯厚度、内部空间体积的平均值如表1所示,并计算出不同类别电池的最大注液量。从中可见,因电芯型号相同,各类别电芯的卷芯实际厚度基本没有明显差别,但因不同类别正极活性物质的真密度以及正极极片的压实密度差异,造成各类别的内部空间体积存在明显差异。电解液作为锂离子迁移和电荷传递的介质,为确保活性物质得到充分应用,要求电芯卷芯各空隙区域充满电解液,因此电芯内部空间体积也可用于大致判断电芯对电解液的需求量。钴酸锂电芯的设计容量最高,因正极压实密度最高,其内部空间体积最小,说明其电解液需求最少,;镍钴锰酸锂电芯、锰酸锂电芯和磷酸铁锂电芯因正极压实密度明显小于钴酸锂正极,极片内部空隙大,故电解量需求明显大于钴酸锂电芯。,,故锰酸锂正极的空隙率略大于磷酸铁锂正极,电解液需求也略大。,以镍钴锰酸锂电芯为例进行实验,根据最大电解液测试,