有机溶剂作为电解液的主体部分,按其结构不同,主要分为环状碳酸酯类有机 溶剂、链状碳酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂和羧酸类有机溶剂。环状碳酸酯类溶 剂包括碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC),其中 EC 相对于 PC 而言,化学稳 定性更高、相对介电常数更大,循环性能更佳,应用范围相对较广;链状碳酸酯类 溶剂包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)等,其 中 DMC 溶解能力强,对锂电池电导率提升效果显著,低温充放电性能佳,且制作 成本低廉,是电解液中使用最为频繁的有机溶剂;而醚类有机溶剂介电常数低,黏 度小,能有效提升电解液的电导率,但由于性质活泼、抗氧化性能较差,使用情况 较少。通常情况下,单一的溶剂很难满足锂电池性能需求,需选用两种甚至多种的 溶剂混合使用。电解液目前多采用混合溶剂体系。在溶剂选择方面需要满足高介电常数、低粘 度、低熔点、高沸点、低成本等要求。目前溶剂以碳酸酯类为主,包括链状碳酸酯: 碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC);环状碳酸酯: 碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)等。此外也有羧酸酯类、硫酸酯类、含氟 酯类、含硫酯类等溶剂,但均未得到广泛应用。一些酯类由于添加量较少,被当做 添加剂使用,以改善电解液使用性能。 链状碳酸酯粘度比环状碳酸酯低,电化学稳定性更好,能够提高电解液低温性 能。链状碳酸酯在溶剂中质量占比大约为60%左右,主要分为碳酸二甲酯(DMC)、 碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC),三者在不同电池种类中配比有较大差 别,通常三元电池中EMC占比较高,而磷酸铁锂电池中DMC占比较高。 环状碳酸酯介电常数高、离子电导率高,能够在负极表面形成稳定的SEI膜,但 其粘度较大。环状碳酸酯在溶剂中质量占比约为30%-40%,主要分为碳酸乙烯酯 (EC)、碳酸丙烯酯(PC),EC的介电常数更高、化学稳定性高、熔点低,低温 性能更佳,是主要应用的环状碳酸酯。DMC 占据溶剂核心地位。生产链状碳酸酯的生产需要优先生产出 DMC,再由 DMC 合成 DEC 和 EMC,质量单耗比约为 1.1:1。因此在电解液溶剂中 DMC 占 比较高,折纯 DMC 约为 60%-70%。DMC的制作工艺共有环氧乙烷法、环氧丙烷法、尿素醇解法和甲醇氧化羰基化 法四种。其中酯交换法为当前主流DMC生产工艺,具体又可分为环氧丙烷法和环氧 乙烷法。