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在锂离子电池中,电解液和电解质一样吗?

来源:锂离子电池厂家?编辑:admin??发布时间:2020-04-07 14:08:46??阅读数:

电解液是制作锂离子电池四大关键材料之一,因此也被人们称为锂离子电池的“血液”,它的作用是在电池中正负极之间传导电子,也是锂离子电池获得高压高比能等优点的重要保证。电解质和电解液不一样,应该说电解液包含电解质,电解质是固态,一般指的是离子状态的物质,但是功能是一样的,就是具有导电的功能。

在锂离子电池中,电解液和电解质一样吗?

电解质和电解液是锂离子电池的重要组成部分,在正、负极之间起到输送离子和传导电流的作用,选择合适的电解质是获得高能量密度和功率密度、长循环寿命和安全性能良好的锂离子电池的关键。

锂离子电池电解液

电解液实际是一种液体电解质,如果在电解液中加入单体,聚合后就可以得到固体电解质,即制得所谓的聚合物电解质,从而可以制造出全固体聚合物锂离子电池。一般锂离子电池采用的电解质是有机液体电解质,它由有机溶剂和导电盐组成。电解液是电解质的溶液,是电解质溶于水形成的,电解质一般是纯净物,而电解液是混合物。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分,在正负极之间起着输送离子传导电流的作用,对电流的性能有很大的影响。电解液作为锂离子电池中锂离子的传递媒介直接与正负极材料接触,选择合适的电解液也是获得高能量密度和功率密度、长循环寿命和安全性良好的锂离子二次电池的关键。

电池用电解液和电解质

1.电池电解液和电解质的两种形态

①液态电解液和电解质

液态电解质,其溶剂为无水有机物,多数采用混合溶剂。常见的有机液体电解质一般是1molL锂盐/混合碳酸脂溶剂构成的体系。作为传递电荷与传质过程的介质,锂离子电池适用的电解液通常应满足以下几方面的要求:

A.在较宽的温度范围内具有较高的电导率,最好达到(1~2)×10-3S/cm以上,锂离子迁移数尽可能高;

B.液态温度范围(液程)宽,至少在-20~80℃范围内为液体;

C.化学稳定性好,与电极活性物质(如正、负极材抖)、集流体、隔膜等基本上不发生反应

D.与电极材料的相容性好,能形成稳定、有效的钝化膜;

E.电化学稳定性好,分解电压高,以减少电池的自放电和工作时电池内压的升高;F.闪点、燃点高,安全性好;G.环境友好性,分解产物对环境影响较小。

上述要求是实现锂离子电池低内阻、长寿命和高安全性的重要保证。锂盐、有机溶剂的选择和电解质溶液的优化决定着电池的循环效率、工作电压、操作温度和储存期限等是开发锂离子电池的关键技术之一。从某种意义上说,锂离子电池液体电解质对电池性能具有决定性的作用。

锂离子电池电解液

经过几十年的研究和实践,锂离子电池使用的电解液己基本成型,商品化的电解液一般选择LiPF6作为锂盐,溶剂多为碳酸乙烯脂(EC)与碳酸二甲脂(DMC)或者碳酸二乙酯(DEC)构成的混合溶剂。此外,还有少量基于特殊目的使用的电解液体系。这些电解液体系,支撑着锂离子电池的商品化以及今后的研究和发展。

2.固态或胶态电解液和电解质

使用固体电解质可避免液态电解液漏夜的缺点,还可把电池作成更薄(厚度仅为0.1mm),能量密度更高,体积更小的高能电池。破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高,经钉穿,加热,短路和过充等破坏性实验,液态电解质锂离子电池会发生漏夜、爆炸等安全性问题,而固态电池除内温略有升高外并无任何其它安全性问题出现。

固态聚合物电解质具有良好的柔韧性、成膜性、稳定性、成本低等特点,即可作为阴阳电极间隔膜用又可作为传递离子的电解质用。固体聚合物电解质一般可分为干性固体聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。固体聚合物电解质主要还是基于聚氧化乙烯,其缺点是离子导电率较低,在固体聚合物电解质中离子传导主要是发生在无定性区,借助聚合物链的移动进行迁移。聚氧化乙烯容易结晶是由于其分子链的高规整性,而晶形化会降低离子导电率。

因此要想提高离子导电率一方面可通过降低聚合物的结晶度,提高链的可移动性,另一方面可通过提高导电盐在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交联、共聚等手段来破坏高聚物的结晶性能,可明显的提高其离子导电率。此外加入无机复合盐也能提高离子导电率。

在固体聚合物电解质中加入介电常数低相对分子质量的液态有机溶剂则可大大提高导电盐的溶解度,所构成的电解质即为凝胶聚合物电解质,它在室温下具有很高的离子导电率,但在使用过程中会发生析液而失败。凝胶聚合物锂离子电池已经商品化。

②电池电解液和电解质有哪些种类

电池电解液和电解质的化学配方组成有很多种,会根据电池种类不同和电池应用性能不同会有所不同,但其目的都是让电池在应用中有更优越的使用性能和效率。

就电池种类来说,电解质就有铅酸蓄电池、锂电池、胶体蓄电池、镍氢电池、燃料电池、电容电池、低温电池、高温电池等不同的电解质。这些电解液都是矿物质化学物品调配的,导电性能远远高于生物电解质,同时是会破坏生物机能的。

生物用电解质和电解液(扩充资料)

当然,还有一种生物电解液,是属于维持生命的一种生物体液,它们不能导大电流,但是导电速度却要比非生物电解液要快。一般来说生物电解液同一种物种,体内相同部位的电解液是一样的;不同种生物的电解液会不同。

电解质是体液中存在的离子,具有维持体液渗透压、保持体内液体正常分布的作用,是人体体液的主要组成成分,参与机体重要的生理和生化过程。正常情况下,机体具有完善的缓冲和调节系统;通过缓中体系、肺、肾脏的代偿,维持水、电解质和酸碱平衡稳定状态。

体液电解质中主要阳离子有钾(K+)、钠(Na+)、镁(Mg2+)和钙(Ca2+),主要阴离子包括氯离子(C1–)、磷酸根(HPO42–,H2PO4–)、碳酸氢根(HCO3–)、硫酸根(SO42-)),以及乳酸和蛋白质等有机阴离子。

不同电池中电解液的特点

1、铅酸电池电解液的特点

铅酸电池的电解液是稀硫酸溶液,用水加浓硫酸配制而成。电解液的质量优劣对蓄电池的使用寿命、容量等等影响很大。电解液的纯度对铅酸电池有很大影响,所以不同类别的蓄电池使用的硫酸是不同的,干荷电普通蓄电池要求不高,使用的是蓄电池专用硫酸即可;而阀控式密封蓄电池必须使用分析纯硫酸。

2、锂离子电池电解液的特点

锂电池电解液主要由锂盐、溶剂和添加剂三类物质组成。电解液基本构成变化不大,创新主要体现在对新型锂盐和新型添加剂的开发,以及锂离子电池中涉及的界面化学过程及机理深入理解等方面。

3、镍氢电池电解液的特点

镍氢电池使用与镍镉相同或类似的电解质,镍镉通常是氢氧化钾,镍氢电极是独特的,由镍、钴、锰、铝和稀土金属组成,也用于锂离子电池。对于密封镍氢电池,电解液总量一般不会减少,只是经过多次使用或长期搁置后,电解液在电池内重新分配,大部分电解液会分配到正负电极板内,隔膜内电解液减少甚至干涸,导至电池内阻增大。

4、镍镉电池电解液的特点

镍镉电池中的电解质是碱性电解质。大多数镍镉电池是圆柱形的,其中几层正极和负极材料缠绕成卷状。充斥的镍镉版本用作商用飞机和UPS系统中的船用电池,在需要频繁骑行的炎热和冰冷气候下运行。镍镉比铅酸更贵,但持续时间更长。

以上是关于在锂离子电池中,电解液和电解质一样吗?的详细先容。为了满足锂离子电池产业未来发展的需要,必须开发出高安全性、高环境适应性的动力电池电解液材料。

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