电解液中的锂盐有哪些特性

锂盐是电解液中锂离子的来源，也是锂离子电池充放电工作时，传输锂离子的关键主体。  

锂盐的性能对锂离子电池能量密度、功率密度、工作电压窗口、循环性能、安全方面均具有较大的影响。    

1、锂盐的特性  

用于锂离子电池的锂盐应具备以下五种特性：  

（1）在有机溶剂中的溶解度足够高且容易解离，以确保电解液具有较高的离子电导率。  

（2）锂盐的阴离子电化学稳定性较高，且还原产物在负极表面形成钝化膜，以确保在较宽的电压窗口（电解液发生氧化还原反应的电位之差）范围内充放电，锂盐不易分解。即使锂盐发生分解，还原产物在负极也可以形成稳定的SEI膜（可以让锂离子通过，阻止电子通过的膜）。  

（3）化学稳定性较高。电解液中的锂盐填充在锂离子电池中，除了自身稳定不易分解外，还应同接触的组件不发生化学腐蚀反应，以保证电池的寿命与可靠性。  

（4）环境亲和性好，无毒无害。  

（5）易于合成与纯化，成本可控。    

2、锂盐种类  

锂盐一般可分为无机锂盐与有机锂盐两个大类。   无机锂盐包括：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂等。有机锂盐包括：三氟甲磺酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂。  



图片来源：学堂在线《锂离子电池材料与技术》  

六氟砷酸锂虽具有较高的离子电导率，但砷（As）有剧毒，限制了大规模应用。  

高氯酸锂离子电导率较高，次于六氟砷酸锂。但高氯酸锂氧化性强，化学稳定性低，在高温大电流密度等条件下与溶剂反应，会有爆炸风险。  

有机锂盐中，三氟甲磺酸锂和双三氟甲磺酰亚胺锂具有较高的抗氧化性和良好的热稳定性，但对铝箔具有腐蚀且离子电导率低于六氟磷酸锂；双草酸硼酸锂具有良好的热稳定性，但在碳酸酯中的溶解度和离子电导率低于六氟磷酸锂。因此，有机锂盐暂未作为电解液主要成分大量使用，仅作为电解液中的添加剂少量使用。  

六氟磷酸锂具有较高的锂离子电导率、能与铝箔形成稳定钝化膜、与石墨负极的兼容性较好。相比于其它几种锂盐，六氟磷酸锂整体性能没有明显缺陷。随着制作成本降低，六氟磷酸锂逐渐成为商业化锂离子电池电解液中主要使用的锂盐。

 

图片来源：学堂在线《锂离子电池材料与技术》  

但六氟磷酸锂稳定性不高，同空气中的水分接触会发生分解反应生成氟化氢（HF）。氟化氢属于强酸，在锂离子电池中可与正负极极片发生反应，生成氟化锂等离子电导率低的副产物，增加锂离子电池的内阻。  

因此，目前，扣电组装（个人理解：少量电池组装的一种方式）过程必须在手套箱中进行，且锂离子电池在生产过程中，注液阶段需严格控制空气湿度。  

通常，作为原材料的电解液需被测量成分中的痕量氟化锂，以判断电解液中的锂盐（个人理解：六氟磷酸锂）是否与空气中的水分发生反应分解，影响电解液的品质。

审核编辑：刘清