有機溶劑是鋰離子電池電解液的重要組成部分，承擔著溶解鋰鹽的重要作用。它對鋰鹽的溶解度、電解液的電導率、電池的循環效率、可逆容量、安全性等有重要影響。優化有機電解液的組成，提高有機電解液的電導率，減小極化，是提高電池性能最重要的途徑之一。有機溶劑的介電常數直接影響著鋰鹽的溶解和解離過程，介電常數越大，鋰鹽就越容易溶解和解離。有機溶劑的粘度則對離子的移動速度有著重要的影響，粘度越小，離子移動速度越快。因此鋰離子電池的電解液傾向選擇那些介電常數高、粘度小的有機溶劑，而在實際情況中，介電常數高有機溶劑其粘度必然也較大，粘度小的有機溶劑它的介電常數必然也較小，在實際的應用中，一般都是用介電常數大的有機溶劑與粘度小的有機溶劑混合制成介電常數相對較大，而粘度相對較小的混合溶劑作為鋰離子電池的電解液。因此通過優化有機溶劑的組成，能使電解液獲得盡可能高的電導率。

作為最佳的鋰離子電池電解液溶劑，應該盡可能滿足以下要求：

（1）熔點低、沸點高、蒸氣壓低，從而使工作溫度范圍寬；

（2）介電常數高，黏度低，從而使電導率高；

鋰離子電池電解液有機溶劑的種類：

1、碳酸酯類有機溶劑

碳酸酯是最早應用于鋰電池工業的有機溶劑，在鋰電池工業中具有不可替代的地位。鋰電池常用的碳酸酯類溶劑可分為環狀碳酸酯和線性碳酸酯兩類。

一是環狀碳酸酯，碳酸乙烯酯（EC）和碳酸丙烯酯（PC）是鋰離子電池電解液最重要的兩種環狀碳酸酯類有機溶劑6]。

PC在常溫常壓下是無色透明、略帶有芳香氣味的液體，閃點為128℃，著火點為133℃。PC的熔點較低（-49℃），含有它的電解液即使在較低的溫度下仍具有較高的電導率。在PC基電解液中，鋰離子嵌入石墨的過程中伴隨著PC的共嵌入現象[6]。往往加入添加劑或共溶劑，在石墨電極表面形成穩定的SEI膜，從而抑制PC共嵌入對電極的破壞。一般認為，碳酸丙烯酯PC能夠有效地抑制碳酸乙烯酯EC在低溫時結晶析出，能有效提高鋰離子的低溫性能。電池的高低溫性能測試結果表明，含PC比不含PC組分電解液的電池在70℃的高溫下和-10℃的低溫下放電容量高得多EC的結構與PC非常相似，比PC少了一個甲基，是PC的同系物。EC常溫下為無色晶體，閃點160℃，熱安全性高于PC，黏度略低于PC，介電常數遠高于PC，甚至高于水，能夠使鋰鹽充分溶解或電離，這對提高電解液的電導率非常有利。EC的熱穩定性較高，加熱到200℃才發生少量分解，但堿性條件下容易分解，可與甲醇等發生酯交換反應生成碳酸二甲酯或乙二醇。EC的吸混性高于PC，且可以任意比與水混溶。

二是線性碳酸酯，常用的線性碳酸酯有碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）和碳酸甲丙酯（MPC）等。線性碳酸酯通常具有低的黏度和低的介電常數，不能單獨用作鋰離子電池電解液用優良溶劑，必須與環狀碳酸酯配合使用。

DMC常溫下為無色液體，閃點18℃，屬于無毒或微毒產品，能與水或醇形成共沸物。DMC分子結構獨特，其分子結構中含有羧基、甲基和甲氧基等官能團，因而具備多種反應活性。DEC的結構與DMC相近，常溫下為無色液體，閃點33℃，略高于DMC，但毒性也比DMC強。DEC能溶于酮、醇、醚、酯等，但難溶于水，具有與乙醚相近的氣味。EMC和MPC是不對稱線性碳酸酯，熔點、沸點、閃點等與DMC和DEC的性質接近。但其熱穩定性較差，容易受熱或在堿性條件下發生酯交換反應生成DMC和DEC。

與環狀碳酸酯相比，線性碳酸酯具有低的熔點、低的黏度和低的介電常數，它們能與EC以任意比混溶。EC與DMC混合溶劑制得的電解液同時受益于兩種溶劑的優點，而彌補了對方的缺點，并且具有良好的電化學穩定窗口l65]。目前，商業化鋰離子電池用電解液溶劑都是由EC與一種或兩種線性碳酸酯組成的混合溶劑。

2、羧酸酯類有機溶劑

最重要的環狀羧酸酯溶劑是曾用于一次鋰電池的y-丁內酯（BL），液程溫度相對較寬，所形成的電解液的電導率與EC+PC電解液相近，與碳酸酯一樣也能形成鈍化膜。但BL遇水易分解，毒性大，循環效率也遠低于碳酸酯有機溶劑，在鋰離子電池中很少使用。

線性羧酸酯主要有甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、丁酸甲酯（MB）和丙酸乙酯（EP）等。這些酯類的凝固點平均比碳酸酯低20~30℃，且黏度較小，因此能提高電解液的低溫性能。

3、醚類有機溶劑

醚類有機溶劑分為環狀醚、鏈狀醚和冠醚及其衍生物。環狀醚主要包括四氫呋喃（THF）、2-甲基四氫呋喃（2-MeTHF）、1，3-二氧環戊烷（DOL）和4-甲基-1，3-二氧環戊烷（4-MeDOL）等。鏈狀醚主要包括二甲氧甲烷（DMM）、1，2-二甲氧乙烷（DME）、1，2-二甲氧丙烷（DMP）和二甘醇二甲醚（DG）等。冠醚和穴醚能與鋰離子形成包覆式整合物，較大地提高鋰鹽的溶解度，實現陰陽離子對的有效分離和鋰離子與溶劑分子的分離。這不僅能提高電解液的電導率，而且能降低在充電過程中溶劑的共嵌入和分解的可能性！，但冠醚化合物價格昂貴且有毒使其應用受到限制。

4、新型有機溶劑

為了改善鋰離子電池的綜合性能，人們開始開發新型的有機溶劑，目前新型溶劑的研究工作主要集中在不燃和阻燃有機溶劑兩個方面。通過在常用有機溶劑分子中，引進鹵素原子，可以降低有機溶劑的可燃性，甚至使其完全不燃。用鹵素原子取代PC分子中甲基的氫原子，得到新化合物如三氟代碳酸丙烯酯（C F-EC）J67，具有非常好的物理和化學穩定性，而且還具有較高的介電常數，不易燃燒，可作為不燃溶劑用于鋰離子電池中。阻燃溶劑不僅本身不會燃燒，而且能夠通過氣相阻燃機理，也有可能同時通過凝聚相阻燃機理來阻止其它常規有機溶劑的燃燒。如三甲基磷酸酯（TMP）本身就是優良的阻燃劑，采用它作為鋰離子電池有機溶劑無疑可顯著改善電池的安全性。TMP具有較好的氧化穩定性，但還原穩定性卻很差，它在石墨電極上，在負電勢為1.2V時，TMP被無限制地大量還原分解產生CH4、C2H4等氣體產物，加入共溶劑EC、PC等可抑制其還原分解，但隨著共溶劑含量的增加，電解液的不燃性下降。