El electrolito de la batería de litio es una parte importante de la batería y tiene un gran impacto en el rendimiento de la batería.
En las baterías tradicionales, el sistema electrolítico utiliza agua como disolvente.
Sin embargo, dado que el voltaje de descomposición teórico del agua es de solo 1,23 V, incluso teniendo en cuenta el sobrepotencial del hidrógeno o del oxígeno, el voltaje máximo de la batería con un sistema de electrolito que utiliza agua como disolvente es de solo aproximadamente 2V (como batería de plomo-ácido).
El voltaje de las baterías de litio es de hasta 3-4 V. El sistema tradicional de solución acuosa obviamente ya no es adecuado para las necesidades de las baterías, y se debe utilizar un sistema de electrolito no acuoso como electrolito. baterías de iones de litio.
Los electrolitos de las baterías de litio utilizan principalmente disolventes orgánicos y electrolitos que pueden soportar altos voltajes sin descomponerse.
El electrolito utilizado en las baterías de iones de litio es un conductor iónico con electrolito de sal de litio disuelta en un disolvente orgánico.
Generalmente, como electrolito orgánico para baterías prácticas de iones de litio, debe tener las siguientes propiedades: (1) Alta conductividad iónica, que generalmente debe alcanzar 10-3——2*10-3S/cm ;
El número de migración de iones de litio debe ser cercano a 1;
(2) El rango potencial de estabilidad electroquímica es amplio;
Debe haber una ventana de estabilidad de 0-5 V;
(3) Buena estabilidad térmica, amplio rango de temperatura de funcionamiento;
(4) Propiedades químicas estables, sin reacción química con los colectores de corriente y no tóxico sustancias en la batería;
(5) Seguro y poco tóxico, preferiblemente biodegradable.
Los disolventes adecuados deben tener una constante dieléctrica alta y una viscosidad baja. Los disolventes comúnmente utilizados incluyen carbonatos de alquilo como PC y EC, que son altamente polares y tienen una constante dieléctrica alta pero una viscosidad y fuerzas intermoleculares elevadas. Los iones se mueven lentamente en él.
Los ésteres lineales como DMC (carbonato de dimetilo) y DEC (carbonato de dietilo) tienen baja viscosidad pero también baja constante dieléctrica. Por lo tanto, para obtener una alta conductividad iónica para soluciones líquidas, se deben mezclar disolventes como PC+. Generalmente se utilizan DEC y EC+DMC.
Estos disolventes orgánicos tienen algo de olor, pero en general pueden cumplir los requisitos RoHS y REACH de la UE. Son materiales muy tóxicos y respetuosos con el medio ambiente.
Las sales conductoras aniónicas inorgánicas desarrolladas actualmente incluyen principalmente tres categorías: LiBF4, LiPF6 y LiAsF6. Su conductividad, estabilidad térmica y resistencia a la oxidación están en el siguiente orden: Conductividad: LiAsF6≥LiPF6>LiClO4>LiBF4 Estabilidad térmica. : LiAsF6>LiBF4>LiPF6 Resistencia a la oxidación: LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4>LiClO4 LiAsF6 tiene una conductividad, estabilidad y tasa de carga y descarga de batería muy altas, pero la toxicidad del arsénico limita su aplicación.
Actualmente el más utilizado es LiPF6.
Todos los materiales de las baterías de litio de uso común actualmente, incluidos los electrolitos, cumplen con los requisitos RoHS y REACH de la UE y son productos de almacenamiento de energía respetuosos con el medio ambiente.