鋰離子電池電解液充放電的分解反應
編輯：貝朗斯動力商城
發表時間：2019-08-21
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鋰離子電池電解液在充放電過程中容易發生分解反應，并伴隨有熱量放出，給鋰離子電池的長時間使用帶來了安全隱患，也給大體積鋰離子電池的商品化帶來困難。
例如，作為汽車能源的鋰離子蓄電池要求大的充放電電流、高的功率，在局部會產生幾百度的高溫。一般情況下有機液體電解質很難在這樣的條件下保持穩定。因此，有機電解液的熱穩定性是開發和研究鋰離子電池必須考慮到的一個重要因素。
有機電解液的熱穩定性的研究主要包括兩個方面內容：有機電解液自身的熱穩定性和電解液與電極材料相互作用時的熱穩定性。前者由本身的性質所決定，而后者還與電極性質有關，相對更為復雜。圖2—23是六種鋰離子電池常用鋰鹽的熱重分析C933。從圖中不難看出，LiPF6在低溫下就開始分解，LiBF4次之，LiCl04熱穩定性最好，而LiN(S02CF3)2和LiN(SOzC2Fs)2的分解溫度均大于300~C，隨著氟代烷基鏈長度的增加穩定性略有降低。
在密封條件下高純的LiPF6在194~C出現一差熱峰，繼續升高溫度到250~C開始發生分解。第一個差熱峰是由于LiPF6的晶型轉變引起的。當LiPF6在流動的高純氬氣和lmg／kg的濕度的條件下加熱，85℃時10h失去質量的20％一30％。
如果在低純度氬氣條件下，20~C就開始分解，產物主要是PFs和LiF。顯然，同其它鋰鹽相比，LiPF6的熱穩定性最差，存儲條件最為苛刻。另外，LiPFs還具有非常強的親濕性，遇痕量水分便可發生分解生成HF等物質。這些分解產物(特別是PFs)很容易與碳酸酯類溶劑繼續發生反應，破壞電解液，是LiPF6和混合碳酸酯組成的電解液不穩定的主要原因。
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