Chất điện phân pin lithium-ion có điều kiện
Chất điện phân được sử dụng trong pin lithium ion là một chất dẫn ion trong đó muối lithium điện phân được hòa tan trong dung môi hữu cơ. Nói chung, chất điện phân hữu cơ như một pin lithium ion thực tế cần có các đặc tính sau:
(1) Độ dẫn ion cao, thường đạt 10-3 ~ 2 * 10-3S / cm; số di chuyển ion lithium phải gần bằng 1;
(2) Phạm vi tiềm năng ổn định điện hóa là rộng; phải có cửa sổ ổn định điện hóa từ 0 ~ 5V;
(3) Ổn định nhiệt tốt và phạm vi nhiệt độ rộng;
(4) Tính chất hóa học ổn định và không có phản ứng hóa học với bộ thu hiện tại và chất trơ trong pin;
(5) An toàn và độc tính thấp, tốt nhất là phân hủy sinh học.
Các dung môi thích hợp đòi hỏi hằng số điện môi cao và độ nhớt thấp. Các cacbonat alkyl thường được sử dụng như PC, EC có cực tính mạnh, hằng số điện môi cao, nhưng độ nhớt cao, lực liên phân tử lớn và các ion lithium di chuyển trong chúng. Chậm. Các este tuyến tính như DMC (dimethyl carbonate) và DEC (dietyl carbonate) có độ nhớt thấp nhưng hằng số điện môi thấp. Do đó, để thu được dung dịch có độ dẫn ion cao, nó thường được sử dụng. PC + DEC, EC + DMC và các dung môi hỗn hợp khác. Các dung môi hữu cơ này có một số hương vị, nhưng nói chung, tất cả chúng đều tuân thủ RoHS, yêu cầu REACH và là các vật liệu ít độc hại và thân thiện với môi trường.
Các muối dẫn anion vô cơ hiện đang được phát triển chủ yếu bao gồm LiBF4, LiPF6 và LiAsF6. Thứ tự dẫn điện, ổn định nhiệt và chống oxy hóa của chúng như sau:
Độ dẫn điện: LiAsF6≥LiPF6> LiClO4> LiBF4
Độ ổn định nhiệt: LiAsF6> LiBF4> LiPF6
Kháng oxy hóa: LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4> LiClO4
LiAsF6 có độ dẫn, độ ổn định cao và tốc độ sạc và xả pin, nhưng ứng dụng của nó bị hạn chế bởi độc tính của asen. Hiện nay, thông dụng nhất là LiPF6.