锂离子电池无机电解液的电化学性能

姜姗姗

（吕梁学院，化学化工系，山西 吕梁 033000）

锂离子电池作为电池的重要组成部分，其电解液的研究主要分为有机电解液与无机电解液两种[1]，近年来随着无机材料科学的发展，无机电解液具有更高的发展优势，为了解锂离子电池无机电解液的电化学性能，进行锂离子电池无机电解液的电化学性能研究，锂本文采用实验室制无机电解液与市场购买为0.6‰的两种无机电解液，分别进行电导率、电容性、充放电性分析，得出在不同温度下、不同掺杂程度下的，电化学变化情况，得出切实可行的数据，为锂离子电池无机电解液的发展提供电化学参数。

1 锂离子电池无机电解液的电化学性能研究的准备

1.1 锂离子电池无机电解液的准备

锂离子电池无机电解液较有机电解液具有更高的稳定性以及电化学性能，但受无机电解液制备条件影响，对锂离子电池无机电解液的电化学性能有着不同的参数，为此本文采用无机复合树脂、碳酸乙烯酯（C3H4O3）、碳酸丙烯酯（C4H6O3）、碳酸二乙酯（C5H10O3），碳酸甲乙酯（C4H8O3）、六氟磷酸锂（LiPF6）制备锂离子电池无机电解液，对锂离子电池无机电解液的电导率、电容性、充放电性进行分析。锂离子电池无机电解液主要成分如表1所示：

表1 锂离子电池无机电解液主要成分

1.2 电化学性能研究测试设备的准备

（1）实验用电解槽；

（2）实验用恒温槽；

（3）100ml容量瓶；

（4）50ml移液管；

（5）梅特勒-托利多InPro 7250ST PEEK电导率测试仪（电导率试验用）；

（6）上海辰华仪器有限公司，CHI 660C电化学工作站（电容试验用）；

（7）可编程直流电源（充放电用）；

（8）可编程直流负载（充放电用）；

（9）数据采集箱.

2 实现锂离子电池无机电解液的电化学性能研究

2.1 锂离子电池无机电解液的电导率分析

电解液电导率是形容锂离子电池导电性的指标，导电性是电化学性能重要的组成部分，分析锂离子电池无机电解液的电导率能够了解锂离子电池无机电解液的导电能力[2]。

准备，市场有售的某掺杂程度为0.6‰的无机电解液，以及按照实验室要求制定无擦杂无机电解液（擦杂度＜0.2‰）两份，选择不同温度进行锂离子电池无机电解液的电导率实验。

选择有掺杂电解液与无掺杂两种电解液的目的是分析掺杂程度对锂离子电池无机电解液的电化学性能的影响，选择不同温度的目的也是为了分析不同温度对锂离子电池无机电解液的电化学性能影响。

2.2 锂离子电池无机电解液的电容性分析

电解液电容是形容锂离子电池能够容纳电荷的能力，顾名思义锂离子电池无机电解液的电容性，是表征锂离子电池无机电解液能够“装”多少电的指标，其电容越大，无机电解液的“装”电能力就越强，反之，电容越小，无机电解液的“装”电能力就越差。

分析无机电解液的电容性与测试固态电容器的方法不同，分析无机电解液的电容性是利用循环伏安法，对无机电解液的电容性进行评价的。

由于实验的限制，本文仅对实验环境为20℃，的情况下，进行无机电解液的电容性分析，分析掺杂程度为0.6‰的无机电解液，以及按照实验室要求制定无擦杂无机电解液（擦杂度＜0.2‰）的电容性能。

将两种电解液置于实验用电解槽中，加以电极，在电极上施加一个线性扫描电压，控制恒定扫描速度，达到预期位置进行反向恒定扫描，到达起始位置停止。线性扫描过程中，若电极反应为O+eR，此时扫描电动势大于起始电动势，获取最大电动势，记录波峰电流ipc变化，反向扫描，退回起始位置停止，获取最小电动势，记录波谷电流ipa变化。

2.3 锂离子电池无机电解液的充放电性分析

电解液充放电性是形容锂离子电池工作稳定性的能力，顾名思义分析整个充放电过程，掌握稳定工作时的最大电流、以及电压情况，是锂离子电池无机电解液的电化学性能重要参数之一，也是形容锂电池性能的重要参数之一。

连接可编程直流电源、加装电子负载，连接锂离子电池无机电解液，配置直流电源进线充电，配置电子负载进行放电，绘制锂离子电池无机电解液充放电性曲线，如图1所示。

图1 锂离子电池无机电解液充放电性曲线

图1中，分析了分析掺杂程度为0.6‰的无机电解液，以及按照实验室要求制定无擦杂的两种无机电解液，在20℃、40℃、…、80℃下的充放电情况，其中（a）图为按照实验室要求制定无擦杂无机电解液充放电性曲线，（b）图为掺杂程度为0.6‰的无机电解液充放电性曲线。

分析图（a）、（b）得出无擦杂无机电解液充放电性能明显高于掺杂程度为0.6‰的无机电解液，随着工作温度的升高，充放电性能明显降低，根据图（a）、（b）可以读出充放电时间、电压变化情况。

又因为电阻率为电导率的倒数，根据电导率可以求出电阻，根据欧姆定律电流=电压/电阻，可以求出工作时的最大电流。实现锂离子电池无机电解液的充放电性分析。

基于电导率、电容性、充放电性分析，完成了本文的锂离子电池无机电解液的电化学性能分析。

3 结语

本文对锂离子电池无机电解液的电化学性能进行研究，通过电导率分析、电容性分析、充放电性分析，得出电池无机电解液的电化学性能，完成本文的研究。

希望本文的研究能够为电池无机电解液的电化学性能提供理论依据。