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作为锂离子电池的重要组成部分，锂盐电解质不仅可以为锂离子电池提供自由穿梭离子，还可以承担电池内部离子的输送作用。同时，电解液还可以在电极材料表面形成保护层，这在很大程度上决定了锂离子电池的容量、工作温度、循环性能、功率密度、能量密度和安全性。

目前，锂电池中使用的锂盐电解质主要包括无机锂盐电解质和有机锂盐电解质。本文主要综述常见的无机锂盐和有机锂盐，并介绍锂盐电解质的优缺点。

 

无机锂盐电解质

一般来说，锂离子电池中使用的无机锂盐一般具有价格低廉、难分解、耐电势高、合成简单等优点。常见的电解质无机锂盐主要包括高氯酸锂（LiClO4）、四氟硼酸锂（LiBF4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）和六氟磷酸锂（LiPF6）。

 

1.氯化锂

高氯酸锂（LiClO4）是一种溶解度相对较高的锂盐电解质，因此它表现出相对较高的离子电导率，其在碳酸盐有机溶剂中的室温离子电导率可达9 mS/cm。此外，LiClO4作为锂盐电解质电解质的电化学稳定性窗口可以达到5.1V vs.Li+/Li，其具有相对良好的氧化稳定性，该特性也使电解质能够匹配一些高压阴极材料，从而发挥锂电池的高能量密度。

此外，LiClO4具有制备简单、成本低、稳定性好等优点，已广泛应用于实验室基础研究。然而，由于LiClO4中的Cl处于最高价态+7，因此非常容易与电解质中的有机溶剂发生氧化还原反应，这将导致锂电池的燃烧和爆炸等安全问题。因此，LiClO4很少用于商用锂电池。

 

 

2、 锂BF4

四氟硼酸锂（LiBF4）具有相对较小的阴离子半径（0.227nm），因此，锂盐电解质与锂离子的配位能力相对较弱，在有机溶剂中容易解离，这有助于提高锂电池的导电性，从而提高电池性能。

然而，正是因为它的阴离子具有相对较小的半径，所以容易与电解质中的有机溶剂配位，这也导致锂离子电导率相对较低，因此在常温锂电池中很少使用LiBF4。

然而，LiBF4具有相对较高的热稳定性，在高温下不易分解，因此经常用于高温锂电池。同时，LiBF4在低温下也表现出良好的电池性能，这主要是由于LiBF4基电解质在低温下的界面阻抗较小。

此外，LiBF4对集电体Al具有一定的耐腐蚀性。因此，LiBF3经常用作锂离子电池的电解质添加剂，从而增加了电解质对集电器Al的腐蚀电位。

 

3、 LiAsF6

六氟砷酸锂（LiAsF6）具有与LiBF4相同的离子导电性，同时锂盐电解质对集电体Al没有腐蚀性。此外，LiAsF6锂盐电解质的电化学窗口可以达到6.3V vs.Li+/Li，这远高于一般锂盐的电化学稳定性。然而，由于LiAsF6中含有剧毒的As元素，它不常用于商业锂电池。

 

 

4、 锂PF6

六氟磷酸锂（LiPF6）是目前商业锂电池中最常用的锂盐电解质，在非质子有机溶剂中具有相对良好的离子传导性和电化学稳定性。此外，LiPF6电解质可以与集电体Al形成保护膜，从而减少电解质对集电体A1的腐蚀。

更重要的是，基于LiPF6锂盐电解质的碳酸盐电解质可以在石墨阳极上形成一层固体电解质界面（SEI），这样可以保护电解质和石墨阳极之间的不良反应，并且锂离子电池具有良好的长期循环性能。

然而，LiPF6锂盐电解质具有较差的热稳定性。此外，它很容易与微量水反应生成强酸PF5。PF5容易与电解液中的有机溶剂发生副反应，导致电池性能下降。中国主要的LiPF6公司包括排名前十的六氟磷酸锂公司。

 

有机锂盐电解质

与无机锂盐相比，锂离子电池中常用的有机锂盐可以考虑通过在无机锂盐的阴离子中添加吸电子基团来调节。常见的电解质有机锂盐主要包括双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸锂硼酸酯（LiDFOB）、双二氟磺酰亚胺锂（LiFSI）和双三氟甲基磺酰亚胺（LiTFSI）。

 

 

1、 LiBOB和LiDFOB

康旭等人4合成了硼酸双草酸锂（LiBOB），并将其用作锂电池中的锂盐电解质。LiBOB锂盐电解质具有高离子电导率、宽电化学稳定性窗口、良好的热稳定性和良好的循环稳定性等优点。

此外，研究表明，它可以与集电体Al形成稳定的钝化膜，以保护Al免受电解质腐蚀。然而，LiBOB的明显缺点是其在非质子溶剂中的溶解度低，导致由其组成的电解质的电导率低，这限制了基于该盐的电池的倍率性能。

为了克服LiBOB溶解性差和离子电导率低的缺点，Zhang等人5使用LiBOB和LiBF4锂盐电解质的一部分合成了另一种新型锂盐电解质，二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）。研究表明，LiDFOB具有比LiBOB高得多的离子电导率；

此外，它具有良好的电化学稳定性和与阴极和阳极的良好兼容性。此外，基于锂盐电解质的电池也表现出良好的低温性能。基于上述优点，LiDFOB被广泛应用于当前的锂电池。

 

 

2、 LiFSI和LiTFSI

双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）具有高离子电导率和对水的低敏感性的优点。此外，LiFSI具有比LiPF6更高的分解温度，并且具有相对更好的安全性。然而，LiFSI对集电体Al具有高度腐蚀性，因此在一定程度上限制了其在锂离子电池中的应用。以下是中国排名前五的LiFSI公司。

双（三氟甲基磺酰基）亚胺锂（LiTFSI）是由Michel Armand开发的另一种有机锂盐，其阳极离子由具有强电负性的氮（N）原子和与强吸电子基团（CF3）连接的两个硫（S）原子组成。这种结构分散了负电荷，使阴极和阳极离子更容易解离，从而显著提高了其离子电导率。

向LiTFSI中添加其他不会腐蚀集电体的锂盐、引入长链全氟基团以及向LiTFS中添加添加剂可以显著增加LiTFSI对集电体腐蚀的可能性。尽管这两种锂盐电解质具有腐蚀集电体Al的特性，但由于其具有高离子导电性、良好的热稳定性和良好的电化学稳定性的优点，它已广泛用于锂离子电池、全固态聚合物锂电池和锂硫电池。

 

结论

作为锂电池的重要组成部分，锂盐电解质不仅提供和传输锂离子，而且在一定程度上决定了锂电池的整体性能。

详细了解现有锂盐电解质的优缺点，将为开发新型锂盐电解质提供良好的参考和动力。如果您对锂相关公司感兴趣，请参考中国排名前10的锂盐企业。