常用电液的热性能数据分析与汇总

1、我司常用电液的热性能数据库建立与分析汇总1、研究背景我司锂离子电池产品分为四类，有方形、圆形、聚合物和动力，各类电池又 有不同型号，每个型号电池所用的电液也不近相同，研发部门在电池设计过程中， 在电液选择上，没有安全性数据可查。本次报告考虑到了我公司目前电液使用的 状况，对我司所用不同电液进行了热特性分析与数据汇总。2、研究小组电池安全研究室3、研究对象我司所用的电解液4、研究目的通过DSC测试，对我司不同电解液进行热特性分析，建立电液热特性的数 据库，进行分析汇总，并初步提出电池设计选择电液的建议。5、测试结果与讨论5.1电液使用情况我司锂离子电池产品有方形、圆形、聚合物和动力四种，各类电池

2、又有不同 型号，本报告选择07年和08年研发中心在设计电池过程中常采用的10多种电 液进行了分析汇总，详见表1。表1为我司常用电液的所用电池型号与主溶剂组成表。从表中的数据可以看 出，方形电池型号最多，采用的电液种类最多，常用电液有六种分别是C0820、 C0828、C0830、C0838、C0842和C8007，应用的电池型号有15种之多；其次 为圆形电池，常用电液有三种分别是C0831、C0834和C0841，应用的电池型号 有6种；动力电池常用电液有两种分别是C0820和C0804，应用的电池型号有7 种；最后是聚合物电池，常用电液只有一种是C0820，应用的电池型号也有7种。 从以上统

3、计可知，C0820是我司使用最多最广的电液，其次是C0804、C0828、 C0831、C0834和C0838等。建议今后设计中不同电池体系要选用有针对性的电 液，而不能各种电池采用同一种电液。表1我司常用电液的所用电池与溶剂组成表电液BOM所用电池型号(不全)组成C0804LP2716AB2，LP2737AC2，LP245690AB，LP204055ABEC+EMC+DMCC0820 =LS001+PSLP533640RB，LP553436AB，LP453443AB，LP483640RB，LP463446, LP0439AD，LP0403AG，SP041230AC，SP652445AB，SP

4、323649AB，PP254243AB，PP3558120AB，PP053759AD，PP434071AB，LP2770106AB，LP2770105AB， LP2770102ABEC+EMC+PCC0828LP054042AB，LP653450RS，LP063443RFEC+EMC+DECC0830EC+EMC+DECC0831LR1865SF，LR1865AHEC+EMC+DMCC0832C0834LR1865BE，IMR18650BB，IMR26700ABEC+EMC+DMC+PCC0838LP553450SB，LP463450RE，LP053450SEEC+EMC+DEC+MPCC08

5、41LR1865SGC0842LP553446RCL，LP653450BSEC+EMC+DEC+FECC8007注：LP为方形，LR为圆形，SP为软包装，PP为聚合物，LP为动力5.2方形电池由于手机种类繁多，性能要求各异，导致方形电池的型号很多，所用电液的 种类也各不相同。从07年至08年，我司可查到的方形电池型号有15种之多， 电液有6种。本文对这几种常用电液进行了 DSC测试，测试谱图见图1。从图1可以看出，六种电液的热特性基本是一致的，随着温度的升高，电解 液开始吸热，在220C之后，电解液逐渐放热，并持续下去。前者主要是EC、 EMC等溶剂与锂盐的反应，伴随着放出大量的气体。后者是几

6、种溶剂的分解反 应，反应同时释放出大量的热量。不同型号电液的吸热量和放热量的数据见表1。 从表中数据可知电液放热量由大到小的顺序是：232.64 J/g (C0820) 116.49 J/g (C0838) 94.54 J/g (C0830) 73.62 J/g (C0842) 64.61 J/g (C0828) 14.18 J/g (C8007)。从以上数据可知，在方形电池所用电液中放热量较少的，建议今 后设计中常采用的电液有C8007、C0828和C0842。Temperature / Cra(D工0820 EC+EMC+PC0828 EC+EMC+DEC0830 EC+EMC+DEC08

7、38 EC+EMC+DEC+MPC0842 EC+EMC+DEC+FEC8007 dont know图1方形电池所用不同电液的DSC谱图表1方形电池所用不同电液的热流值电液型号吸热量(J/g)放热量(J/g)总热量(J/g)C0820-496.06232.64-263.42C0828-530.2864.61-465.67C0830-418.0994.54-319.55C0838-259.41116.49-142.92C0842-192.9473.62-119.32C8007-560.5414.18-574.725.3圆形电池圆形电池的型号比较少，目前我司有18650和26700两种产品，所用电

8、液是 根据正极活性材料的不同而有不同的选择，钻锂电池选用的是C0831和C0841 电液，锰锂电池选用的是C0834电液。本文对这三种电液进行了 DSC测试，测 试谱图见图2。从图2可以看出，三种电液的热特性是不一样的，C0831和C0834这两种电 液是类似的，随着温度的升高，电解液开始不断放热，吸热量很少，250C以后， 放热一直持续下去；C0841电液与方形电池所用电液的热特性一致，先吸热，后 放热，这三种电液放热量由大到小的顺序是：370.19 J/g (C0834) 298.04 J/g (C0831) 85.47 J/g (C0841)。从以上数据可知，在圆形电池所用电液中放热量较

9、少，建议今后设计中采用C0841电液。0831 EC+EMC+DMC+FB0834 EC+EMC+DMC+PC+FB0841 dont know6 4 2 o.o.o.EE - MOI I050100150200250300350Temperature / C图2圆形电池所用不同电液的DSC谱图表2圆形电池所用不同电液的热流值电液型号吸热量(J/g)放热量(J/g)总热量(J/g)C0831-76.59298.04221.45C0834-31.78370.19338.41C0841-440.7785.47-355.35.4聚合物电池我司聚合物电池的型号也很多，大小各异，但是电液种类很单一，目前

10、生产 上只有C0820电液一种，不同容量都采用同一种电液，这是不规范的；另外研 发部门采用了另一种电液C0832。本文对这两种电液进行了 DSC测试，测试谱 图见图3。从图3可以看出，这两种电液的热特性截然不同，C0820电液热稳定不好， 而C0832电液热稳定性很好，随着温度的升高，电解液放热量和吸热量都比 C0820少，表现出很好的热稳定性。不同电液的热流值数据见表3，从表中数据 可知，C0832电液的放热量很少，仅为48.16 J/g，远小于C0820的232.64 J/g。 建议在设计和生产上均采用C0832电液。050100150200250300350Temperature / C

11、图3聚合物电池所用电液的DSC谱图表3聚合物电池所用不同电液的热流值电液型号吸热量(J/g)放热量(J/g)总热量(J/g)C0820-496.06232.64-263.42C0832-138.6348.16-90.475.5动力电池目前我司动力电池的型号较多，所用电液的种类很单一。可查到的动力电池 型号有7种，电液只有两种。由于动力电池容量高，安全问题突出，对产品安全 性能要求高，所以应该重视电液的选择与开发。本文对这两种电液进行了 DSC 测试，测试谱图见图4，电液的热流值数据见表4。从图中可以看出，两种电液热流特性基本一致，先吸热后放热，其中C0804 电液的放热量仅为37.73 J/g

12、，比C0820电液的放热量少195 J/g，表现出良好的 安全性能，建议今后动力电池设计中采用C0804电液。6 4 2 O.O.O.0820 EC+EMC+PC0804 EC+EMC+DMC050100150200250300350Temperature / C图4动力电池所用不同电液的DSC谱图表4动力电池所用不同电液的热流值电液型号吸热量(J/g)放热量(J/g)总热量(J/g)C0820-496.06232.64-263.42C0804-351.5537.73-313.826、研究结论综上所述，本报告得出如下结论：方形电池所用的六种电液的热特性基本是一致的，随着温度的升高， 电解液开始

13、吸热，在220C之后，电解液逐渐放热，并持续下去。放热量由大到 小的顺序是：C0820 C0838 C0830 C0842 C0828 C8007。建议今后设计 中采用C8007和C0828电液。圆形电池所用的三种电液的热特性是不一样的，C0831和C0834这两 种是类似的，随着温度的升高，电解液开始不断放热，吸热量很少，250C以后， 放热一直持续下去；C0841电液与方形电池所用电液的热特性一致。这三种电液 放热量由大到小的顺序是：C0834 C0831 C0841。建议今后设计中采用C0841 电液。聚合物电池所用的两种电液的热特性截然不同，C0820电液热稳定不 好，而C0832电液热稳定性很好，随着温度的升高，电解液放热量和吸热量都 比C0820少，表现出很好的热稳定性。C0832电液的放热量很少，仅为48.16 J/g， 远小于C08