锂离子电池电解液电导率/介电常数/离子缔合
电解液电导率的影响:
1.离子半径越小(溶剂化的锂离子,相对于钾钙等离子),带电荷量越大,离子迁移越快;
2.锂盐种类,阴离子半径越大,正负离子解离更容易,同时抗缔合;
3.锂盐浓度;
4.溶剂介电常数大,就会消弱正负离子在溶液中的电场,使正负离子的吸引力减弱,形成离子对的临界距离减小,不容易发生缔合(锂盐的阴阳离子吸引);
5.粘度,与溶剂和锂盐浓度有关;
阴离子半径越大,缔合作用越弱。
阴离子与阳离子之间的吸引,导致出现多离子团,降低电导率。锂盐阳离子是固定的锂离子,阴离子半径越大,电荷分布越大,阴阳离子电荷中心距离越远,吸引力越弱,缔合作用越弱。
溶剂介电常数越大,越不容易缔合。
溶剂介电常数越大,即溶剂分子正负电荷中心距离越大,分子极性越大,偶极距越大。一般而言,溶剂介电常数越大,分子极性越大,对于极性物质溶解度就越大。
介电常数越大,就会消弱正负离子在溶液中的电场,使正负离子的吸引力减弱,使正负离子形成离子对的临界距离较小,因此溶剂介电常数越大,越不容易缔合。
介电常数
介电常数是物质对电场的负反馈,宏观上测量结果是让溶液中电场减小。
以下讨论不包含电介质的电极反应。
1.对于弱电场,溶液中极性分子克服分子间作用力发生转动,改变自身偶极矩朝向。
2.对于中等强度电场,溶液中部分离子会发生平动,电极附近溶液极化,生成双电层结构。
3.对于超强电场,分子电子云发生极化变形,进一步增强分子偶极矩。
4.对于极限强电场,分子结构被破坏。
锂盐浓度
锂盐浓度越高,电导率越高,粘度也会越高。
粘度
粘度越高,电导率越低,所以电导率随锂盐浓度的升高有极值。
解离、溶剂化、迁移速率
形成电解液的主要过程是锂盐正负离子的分开(解离)和正负离子与溶剂分子的重新组合(溶剂化)及溶剂化锂离子的运动(迁移速率)。

