電池電解液和電解質的區別_電池電解液和電解質的兩種形態

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電池電解液和電解質的區別_電池電解液和電解質的兩種形態

網絡整理 發表於 2020-04-16 09:40:10

　　電池電解液和電解質的區別

　　電解質和電解液不是一樣的，電解液包含電解質，因為電解質是固態，一般是指離子狀態的物質，電解液溶解在液態溶劑中形成了電解液，是指能導電的一種液體，會因為使用環境不同、物質配方會不同，但是功能是一樣的，就是具有導電的功能。我們通常說的電解液或是電解質，主要分生物電解液或電解質和電池電解液和電解質。

　　電解液實際是一種液體電解質，如果在電解液中加入單體，聚合後就可以得到固體電解質，即製得所謂的聚合物電解質，從而可以製造出所謂全固體聚合物鋰離子電池。一般鋰離子電池採用的電解質是有機液體電解質，它由有機溶劑和導電鹽組成。電解液是電解質的溶液，是電解質溶於水形成的，電解質一般是純淨物，而電解液是混合物。

　　電解液作為鋰離子電池的重要組成部分，在正負極之間起著輸送離子傳導電流的作用，對電流的性能有很大的影響。電解液作為鋰離子電池中鋰離子的傳遞媒介直接與正負極材料接觸，選擇合適的電解液也是獲得高能量密度和功率密度、長循環壽命和安全性良好的鋰離子二次電池的關鍵。

　　

　　電池電解液和電解質的兩種形態

　　1）液態電解液和電解質

　　液態電解質，其溶劑為無水有機物，多數採用混合溶劑。常見的有機液體電解質一般是1molL鋰鹽/混合碳酸脂溶劑構成的體系。作為傳遞電荷與傳質過程的介質，鋰離子電池適用的電解液通常應滿足以下幾方面的要求：

　　A.在較寬的溫度範圍內具有較高的電導率，最好達到（1~2）×10-3S/cm以上，鋰離子遷移數儘可能高；B.液態溫度範圍（液程）寬，至少在-20~80℃範圍內為液體；C.化學穩定性好，與電極活性物質（如正、負極材抖）、集流體、隔膜等基本上不發生反應

　　D.與電極材料的相容性好，能形成穩定、有效的鈍化膜；

　　E.電化學穩定性好，分解電壓高，以減少電池的自放電和工作時電池內壓的升高；F.閃點、燃點高，安全性好；G.環境友好性，分解產物對環境影響較小。

　　上述要求是實現鋰離子電池低內阻、長壽命和高安全性的重要保證。鋰鹽、有機溶劑的選擇和電解質溶液的優化決定著電池的循環效率、工作電壓、操作溫度和儲存期限等是開發鋰離子電池的關鍵技術之一。從某種意義上說，鋰離子電池液體電解質對電池性能具有決定性的作用。

　　經過幾十年的研究和實踐，鋰離子電池使用的電解液己基本成型，商品化的電解液一般選擇LiPF6作為鋰鹽，溶劑多為碳酸乙烯脂（EC）與碳酸二甲脂（DMC）或者碳酸二乙酯（DEC）構成的混合溶劑。此外，還有少量基於特殊目的使用的電解液體系。這些電解液體系，支撐著鋰離子電池的商品化以及今後的研究和發展。

　　2）固態或膠態電解液和電解質

　　使用固體電解質可避免液態電解液漏夜的缺點，還可把電池作成更薄（厚度僅為0.1mm），能量密度更高，體積更小的高能電池。破壞性實驗表明固態鋰離子電池使用安全性能很高，經釘穿，加熱，短路和過充等破壞性實驗，液態電解質鋰離子電池會發生漏夜、爆炸等安全性問題，而固態電池除內溫略有升高外並無任何其它安全性問題出現。固態聚合物電解質具有良好的柔韌性、成膜性、穩定性、成本低等特點，即可作為陰陽電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質用。

　　固體聚合物電解質一般可分為乾性固體聚合物電解質和凝膠聚合物電解質。固體聚合物電解質主要還是基於聚氧化乙烯，其缺點是離子導電率較低，在固體聚合物電解質中離子傳導主要是發生在無定性區，藉助聚合物鏈的移動進行遷移。聚氧化乙烯容易結晶是由於其分子鏈的高規整性，而晶形化會降低離子導電率。

　　因此要想提高離子導電率一方面可通過降低聚合物的結晶度，提高鏈的可移動性，另一方面可通過提高導電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯、共聚等手段來破壞高聚物的結晶性能，可明顯的提高其離子導電率。此外加入無機複合鹽也能提高離子導電率。在固體聚合物電解質中加入介電常數低相對分子質量的液態有機溶劑則可大大提高導電鹽的溶解度，所構成的電解質即為凝膠聚合物電解質，它在室溫下具有很高的離子導電率，但在使用過程中會發生析液而失敗。凝膠聚合物鋰離子電池已經商品化。

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