不同种类的电解质,和电池性能有什么联系?

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上一篇文章咱们介绍了不同杂质对于液态电解质(即电解液)和动力电池的影响,那么这篇文章咱们就介绍一下电解质都有哪些种类,与电池性能有怎样的联系。
 
电解质有哪些细分种类?
 
根据电解质的形态可以将电解质分为液体电解质、固态电解质和固液混合电解质三种。
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一、液体电解质,包括有机液体电解质室温离子液体电解质,是目前市面上动力电池大部分所用的类型,技术成熟。
 
有机液体电解质电化学稳定性好、凝固点低、沸点高,可以在较宽的温度范围内使用。不过有机液体电解质容易渗漏,具有易燃性。因此,对于有机液体电解质需要使用金属外壳保护。
 
室温离子液体电解质是由特定阳离子和阴离子在室温条件下构成的液态导电材料,具有导电率高、化学与电化学稳定性好,无污染、易回收等优点。
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二、固体电解质,包括固体聚合物电解质无机固体电解质
 
固体聚合物电解质不可燃、与电极材料间的反应活性低,液态电解质的缺点可以完全克服,比起液态电解质更加抗冲击,并且可以根据需要做成不同的形状,大大增加了电池形状的灵活性。
 
无机固体电解质具有高离子传导性,同时可以取代电池中的隔膜,因此使用无机固体电解质制备的全固态锂电池不必担心漏液问题,电池可以向小型化和微型化发展。
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三、固液混合电解质,是固体聚合物和液体电解质复合而成的凝胶电解质。
 
凝胶电解质是在聚合物基体中引人液体增塑剂而成,使其结构孔隙中间充满液体增塑剂,从而减少了有机液体电解质因漏液引发的电极腐蚀、氧化燃烧等生产安全问题。
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电解质对电池性能有哪些影响?
 
一、影响电池内阻和充放电倍率。电流经过电池时会受到内部的阻力,这主要是由于电解质材料和电化学反应过程所导致,包括电极和电解质接触面的界面内阻、电解质隔膜的内阻、电解质离子导电受到的阻力等。通常来说,锂离子穿越电解质界面时的阻力越大,电池内阻越高,直接影响到电池工作电压、工作电流和充放电功率。
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二、影响电池工作的温度范围。低温条件下,电极反应的速率下降,电池的性能明显下降;温度升高时,电极反应加剧,电极和电解质接触界面副反应加剧,对电池有很大破坏性,电池的性能受到影响。
 
因此,电池工作的最佳温度范围通常在-10-45℃;最低工作温度一般不低于-20℃,最高工作温度一般不超过60℃。
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三、影响电池安全性。可以说电池安全性很大一部分由电解质所影响,电池安全性问题的根源是有机液体电解质自身具有挥发性和高度的可燃性。
 
因此对于电池安全性的研究,从根本上消除电池的安全隐患,必须消除有机溶剂的可燃性,开发安全性更高或使用根本不燃烧的电解质体系。
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写在最后
 
半固态的凝胶电解质比液态电解质好,固态电解质又比半固态电解质好,所以整个电池行业对电解质的研究终点是固态电解质。
现阶段固态电解质量产还有工艺和成本上的难题尚待突破,但是其性能和安全性已经获得业界认可。
 
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