关于锂电池电解液
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2025-01-06
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关于锂电池电解液，非常全面的一篇干货
在电解液这一块呢，我们要学习的一个核心的内容就是电化学
（Electrochemistry）
电化学
那么废话不用多说，要真的深入的了解电解液还是要从最基础的机
理来入手，结合电解液在锂电池中的作用可以知道有几点：
1，电解液溶剂在化成时候参与成膜，有些添加剂比如 VC 也参与成
膜2，充当锂离子移动的通道，运送锂离子到正负极之间。表现上
是这些作用，其实究其机理可以知道有关电荷转移
（Chargetransferprocess），扩散传质（diusionprocess）反
应物和产物在电极静止液层中的扩散。电极界面双电层充电
（chargingprocessofelectricdoublelayer），电荷的电迁移过
程（migrationprocess）主要是溶液中离子的电迁移过程，也称
离子电导过程。
当电解液注入电池内部的时候，这个时候要引入一个概念，就是接
触角（contactangle），不管是气体液体，还是固体，在接触的时
候就会发生润湿现象，电解液注入电池内部，电池内部主要是正负
极，隔膜等，那么就是液体接触固体，那么之间就会形成一个接触
角θ，如果 θ《90°，则液体较容易润湿固体，浸润性越好，然后电
解液与极片浸润性好，那么在电池充放电过程中，效果就好。如不
是，则反之。
当化成开始的时候，之前都是物理的过程，这时候开始发生反应，
电流通过电极时候，电化学反应开始，这时候就产生了界面上的反
应物的消耗和产物的积累，出现了浓度差。在电极通电的初期，扩
散层很薄，浓度梯度很大，扩散传质速率很快，因此没有浓差极化
出现/
随着时间的推移，扩散层逐步向溶液内部发展，浓度梯度下降，扩
散速率减慢，浓差极化慢慢变大。这个时候就要引入等效电路来，
因为在这个过程中，产生了两个电阻，一个是扩散阻抗 Zw，一个
是传荷电阻 Rct，他们之间是串联关系，总的阻抗为法拉第阻抗。
那么电解液在这过程中，如何评价呢？我们知道一般的电解液中溶
剂主要有环状碳酸酯（EC 等）和线性碳酸酯（DMC 等），一般来
说环状碳酸酯的电化学动力学比线性碳酸酯的大，那么在选取溶剂
的时候就要考虑到这点，有时候为了增大扩散速率就要多比例的线
性碳酸酯。
电解液（Electrolyte）
电解液的历史
第一代：硼酸+乙二醇体系，已发明 50 多年了，水的含量较高，否
则电导率太低。硼酸和乙二醇酯化以及硼酸变成偏硼酸都会产生水，
水少量存在于电解液中有助于支持氧化物的形成，对于提高氧化膜
的修复能力是有益处的，但大量的水会引起电极箔的腐蚀，产生氢
气，并且在高温下的蒸汽压较高，容易致使电容器爆裂。所以这种
体系的电容器无法用在 105℃。
第二代：直链羧酸盐+硼酸+乙二醇体系，改进目标是如何降低并
控制水的含量，这意味着必须使用硼酸替代物或其它溶剂，以便获
得水含量稳定、低阻抗的电解质。目前国内仍有使用的改进体系为
硼酸+直链羧酸铵盐(DCA)+乙二醇体系。该体系虽能一定程度地降
低水含量并具有使用成本低的优点，
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关于锂电池电解液，非常全面的一篇干货在电解液这一块呢，我们要学习的一个核心的内容就是电化学（Electrochemistry）电化学那么废话不用多说，要真的深入的了解电解液还是要从最基础的机理来入手，结合电解液在锂电池中的作用可以知道有几点：1，电解液溶剂在化成时候参与成膜，有些添加剂比如VC也参与成膜2，充当锂离子移动的通道，运送锂离子到正负极之间。表现上是这些作用，其实究其机理可以知道有关电荷转移（Chargetransferprocess），扩散传质（diffusionprocess）反应物和产物在电极静止液层中的扩散。电极界面双电层充电（chargingprocessofelectri...
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