2020-07-02
介紹
電(dian)(dian)(dian)解液是鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池四大關鍵材料（正極(ji)、負極(ji)、隔膜、電(dian)(dian)(dian)解液）之(zhi)一，號稱鋰電(dian)(dian)(dian)池的(de)血液，在電(dian)(dian)(dian)池中正負極(ji)之(zhi)間(jian)起到傳導電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)作用，是鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池獲得高電(dian)(dian)(dian)壓、高比能等優點的(de)保(bao)證。
而離(li)(li)子電(dian)(dian)導率(lv)正是(shi)高性能(neng)(neng)電(dian)(dian)解(jie)液重(zhong)要的(de)指標，影響(xiang)電(dian)(dian)解(jie)液離(li)(li)子電(dian)(dian)導率(lv)的(de)三(san)個影響(xiang)因(yin)素有：鋰(li)鹽的(de)解(jie)離(li)(li)能(neng)(neng)力，電(dian)(dian)解(jie)液的(de)溶劑化能(neng)(neng)力，體系的(de)粘度。
有(you)機(ji)(ji)電解液的基(ji)本成(cheng)分包括鋰鹽（提供(gong)載(zai)流子：Li+）、有(you)機(ji)(ji)溶(rong)劑(ji)（解離鋰鹽、提供(gong)Li+傳(chuan)輸(shu)介質(zhi)）、添(tian)加劑(ji)（少(shao)量使用(yong)、改善(shan)性能）。其中常用(yong)的有(you)機(ji)(ji)溶(rong)劑(ji)有(you)碳(tan)酸乙烯酯(zhi)（EC）、碳(tan)酸二甲酯(zhi)（DMC）、碳(tan)酸甲乙酯(zhi)（EMC）等。由于不同(tong)(tong)的混合比例或(huo)者配(pei)方成(cheng)分導致電解液粘度不同(tong)(tong)。
鑒(jian)于Fluidicam可以(yi)jingque測量低粘(zhan)度(du)電(dian)解液(ye)的(de)粘(zhan)度(du)差異，本(ben)文利用Fluidicam測量了不同比例有機溶劑的(de)電(dian)解液(ye)粘(zhan)度(du)，以(yi)期提高電(dian)解液(ye)的(de)離子電(dian)導率，為電(dian)池研發者提供設計思(si)路。
方法
儀器：法國Formulaction公司 Fluidicam微(wei)流控可視流變儀
EMC: 碳酸甲(jia)乙(yi)酯
DMC: 碳酸二甲酯
EC: 碳酸乙烯酯
LiClO4: 高氯酸鋰(li)
測量純溶劑在不同比例時（EMC:DMC:EC）的粘度差(cha)異。然后，研究了EC和鋰鹽(yan)濃度對電解液粘度的影響。
結果與討論
不(bu)同成分(fen)有(you)機溶劑的粘度(du)：
圖1 不同成(cheng)分有機溶劑的粘度-溫(wen)度曲線
兩種不同成分的有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)隨溫度增加粘(zhan)(zhan)度均有(you)明顯的下(xia)降(jiang)，其中含有(you)EC的有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)粘(zhan)(zhan)度較(jiao)大，但(dan)是隨溫度的增加粘(zhan)(zhan)度下(xia)降(jiang)的較(jiao)快。
表1 不同成分有機溶(rong)劑的粘度數(shu)據表
兩(liang)種(zhong)成(cheng)分有(you)(you)機溶劑的(de)粘度在(zai)25℃下具(ju)有(you)(you)明(ming)顯的(de)差異：加入EC的(de)有(you)(you)機溶劑粘度為1.021±0.004mPa·s，與(yu)水的(de)粘度接(jie)近(jin)，而不(bu)含(han)有(you)(you)EC的(de)有(you)(you)機溶劑粘度僅為0.614±0.004mPa·s。
EC濃度對粘度的影響：
圖2 電解液粘度(du)(du)隨EC濃度(du)(du)變化曲(qu)線(xian)
表2 電解液粘度(du)隨EC濃度(du)變化數據表
結果顯(xian)示，隨著EC濃度逐漸粘度逐漸增(zeng)大，較高的EC濃度可能(neng)會抑制(zhi)電(dian)解液(ye)的離子(zi)電(dian)導率，降低電(dian)池性(xing)能(neng)。
鋰鹽濃度對電解液粘度的影響：
圖3 電解液粘度隨高氯酸鉀濃度變化(hua)曲(qu)線
表3 電解液粘(zhan)度(du)隨高氯酸(suan)鉀濃度(du)變化數據表
離子電(dian)導率(lv)與鋰鹽濃度成正(zheng)比，與電(dian)解質(zhi)(zhi)的(de)(de)粘度成反比（電(dian)解質(zhi)(zhi)的(de)(de)斯托克斯定律電(dian)導率(lv)），所以(yi)配(pei)方(fang)工(gong)作(zuo)者(zhe)需要在兩者(zhe)中找到合適的(de)(de)平衡點。以(yi)上所有(you)測(ce)量的(de)(de)總分(fen)(fen)析(xi)時(shi)間為1小時(shi)20分(fen)(fen)鐘（17次試驗），包括取樣。微流(liu)控可視(shi)流(liu)變(bian)儀(yi)*避(bi)免了揮發(fa)和干燥風險，突破了傳(chuan)統粘度計由于的(de)(de)粘度精度局限性(xing)和測(ce)量速度。Fluidicam這種高效測(ce)量工(gong)具，是配(pei)方(fang)工(gong)作(zuo)者(zhe)*的(de)(de)研究(jiu)助(zhu)手。
微流控可視流變儀FLUIDICAM
Fluidicam微流控可視流變儀被設計用(yong)于測試(shi)各種稠度(du)樣(yang)品(pin)的(de)(de)粘度(du)，包括液(ye)(ye)體(ti)(ti)、凝(ning)膠或半固體(ti)(ti)乳(ru)液(ye)(ye)。當樣(yang)品(pin)和參比(bi)樣(yang)在芯片(pian)通道中(zhong)高速(su)流動時，獲取微型(xing)芯片(pian)中(zhong)兩相不相容(rong)液(ye)(ye)體(ti)(ti)的(de)(de)界面位(wei)置，從而計算被測樣(yang)品(pin)的(de)(de)剪(jian)切(qie)速(su)率和粘度(du)。芯片(pian)上(shang)狹窄的(de)(de)通道，賦予儀器高的(de)(de)剪(jian)切(qie)速(su)率范圍、樣(yang)品(pin)體(ti)(ti)積量小(xiao)，溫度(du)調節迅速(su)的(de)(de)優點(dian)。
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