電解液主體部分是溶劑，商用鋰離子電池電解液通常選用非水系有機溶劑，有機溶劑的性質較大程度上決定了電解液的性質。



圖片來源：學堂在線《鋰離子電池材料與技術》

電解液中的有機溶劑，主要承擔著溶解鋰鹽的功能。

溶劑的熔沸點、粘度、穩定性、與正負極材料的相容性等理化特性可以對鋰離子電池的電化學性能、壽命、安全性產生影響。



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1、電解液溶劑的特點

（1）較高的介電常數和較低的粘度。因為鋰鹽具有較大的極性，所以只有當溶劑具有較高的介電常數和較大的極性時，才能保證鋰鹽在溶劑中的溶解度較高。

但是，具有較高介電常數的溶劑，一般具有較高的粘度。如果溶劑粘度過高，將對鋰離子的遷移產生負面影響。

因此，選擇有機溶劑時，在保持較高的介電常數的同時，需將粘度控制得相對低。

（2）較高的沸點與較低的熔點。至少在-40~150℃溫度范圍內為液體，以保證電解液在較寬的溫度范圍內可以正常工作。

（3）與電解液類似的其它要求，包括：較好的化學穩定性、電化學穩定性、安全性等。

單一成分的溶劑較難滿足以上全部要求。例如，介電常數高的溶劑，粘度一般偏高。將高介電常數溶劑與低粘度溶劑按照一定比例混合得到混合溶劑，可以解決上述問題。

2、碳酸酯類溶劑

碳酸酯類溶劑是鋰離子電池工業最早且最廣泛應用的有機溶劑體系。在鋰離子電池電解液中，具有不可替代的地位。

目前，常用的碳酸酯類溶劑包括環狀酯和線性酯兩個大類。

2.1環狀碳酸酯溶劑

常見的環狀碳酸酯溶劑包括：碳酸乙烯酯（EC）和碳酸丙烯酯（PC）。兩者結構式基本類似，碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯介電常數較高，室溫粘度較大。



圖片來源：根據學堂在線《鋰離子電池材料與技術》資料制作

碳酸丙烯酯比碳酸乙烯酯多一個甲基（由一個碳原子和三個氫原子組成的分子團），碳酸丙烯酯不對稱性明顯。

碳酸丙烯酯室溫下為無色液體，液態溫度范圍更寬，與石墨負極材料兼容度不佳，逐漸不作為鋰離子電池電解液的溶劑（根據網絡資料理解：目前仍作為鋰離子電池電解液溶劑）。

碳酸乙烯酯熔點為36.4℃，室溫下為無色晶體。碳酸乙烯酯綜合性能更優且成本更低。目前，電解液有機溶劑基本以碳酸乙烯酯（EC）作為主要溶劑。

2.2線性鏈狀碳酸酯溶劑（線性酯）

線性鏈狀碳酸酯溶劑包括：碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（EMC）、碳酸甲乙酯（EMC）。上述三種物質分子結構對稱性相對較高，介電常數與室溫下粘度較低，且室溫下均為無色液體。



圖片來源：根據學堂在線《鋰離子電池材料與技術》資料制作

如果在線性鏈狀碳酸酯中，混入環狀碳酸乙烯酯（EC），可以改善溫度范圍、介電常數、粘度等，可滿足鋰離子電池使用需求。

3、羧酸酯類溶劑

羧酸酯類溶劑包括：甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、丁酸甲酯（MB）、丙酸乙酯（EP）。



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羧酸酯的凝固點平均比碳酸酯低20~30℃，粘度較小，可以顯著提高鋰離子電池低溫特性。

但是，羧酸酯整體穩定性低于碳酸酯，對鋰離子電池的高溫循環與存儲等壽命具有負面影響。目前，暫未作為溶劑大量使用。

審核編輯：劉清