Какво е електролит на батерията? Как работи?

Какво е електролит на батерията? Как работи?

Електролитът на литиевата батерия играе жизненоважна роля в батерията, често наричана "кръв" на литиеви батерии и е един от ключовите носители на транспортиране на йони в батерията. Електролитите на литиевата батерия обикновено са съставени от разтворители, литиеви соли и добавки. Тези съставки насърчават проводимостта на литиеви йони между положителните и отрицателните електроди, като по този начин осъзнават процеса на зареждане и изхвърляне на батерията.

Видове електролити на литиевата батерия

Електролитите на литиевата батерия могат да бъдат разделени на течни електролити, твърди електролити и гел електролити според тяхното физическо състояние.

Течни електролити

Течните електролити са един от най -ранните електролити, използвани в литиеви батерии, включително органични течни електролити и йонни течни електролити в стайна температура, а технологията е узряла. Електролитът се състои главно от литиеви соли, органични разтворители и добавки. Литиевите соли провеждат литиеви йони, а органичните разтворители служат като среда за йонна миграция в батерията. Добавките се използват за повишаване на стабилността и проводимостта на електролита.

Твърди електролити

Твърдите електролити включват твърди полимерни електролити и неорганични твърди електролити. Те са съставени главно от литиеви соли, полимерни матрици и добавки. Твърдите електролити осигуряват литиеви батерии по -висока безопасност и енергийна плътност, но в момента те са изправени пред предизвикателства, свързани с йонната проводимост и живота на цикъла на батерията.

Гел електролит

Гел електролитът е електролит между течност и твърд електролит, с уникални характеристики като висока йонна проводимост и нисък риск от изтичане. Гел електролитът включва главно полимерна матрица, литиева сол, органичен разтворител и добавки. Чрез регулиране на съотношението на полимерната матрица към литиевата сол, електролитът може да бъде желиран, като по този начин подобрява безопасността на батерията и живота на цикъла.

Въздействие на електролит на литиевата батерия върху производителността на батерията

След това ще обсъдим въздействието на електролита на литиевата батерия върху различни аспекти на производителността на батерията, включително капацитет, работен температурен диапазон, съхранение и живот на цикъла и самоизмерване.

1. Въздействие върху капацитета на батерията

Въпреки че електролитът не е директен фактор, влияещ върху капацитета на батерията, той играе жизненоважна роля в работния процес на литиевите батерии. Процесът на делитиране и литиево поставяне на електродни материали е тясно свързан с електролита. Това взаимодействие засяга състоянието на интерфейса и вътрешната структура на електродните материали, пряко засягащи капацитета на батерията и косвено влияе върху капацитета на батерията.

2. Влияние върху диапазона на работна температура на батерията

Температурата директно влияе върху химическата реакция вътре в батерията. При ниски температури скоростта на химическа реакция намалява, като по този начин намалява работата на батерията. Напротив, при високи температури скоростта на реакция се ускорява и скоростта на страничната реакция също се ускорява, което може да повреди батерията. За да се смекчи влиянието на температурата върху работата на батерията, е от съществено значение да се разшири диапазона на работна температура на електролита, да се подобри проводимостта му при ниски температури и да се подобри стабилността му при високи температури.

3. Въздействие върху съхранението на батерията и живота на цикъла

Стареенето на батерията по време на дългосрочно съхранение е ключов фактор, влияещ върху живота на цикъла на литиевите батерии. Факторите, влияещи върху стареенето на батерията, включват корозия на колекционерите на ток на електрода, загубата на електрохимична активност на активните материали на електрода и др., Които са свързани със свойствата на електролита. Следователно електролитът оказва голямо влияние върху живота на съхранението на батерията.

4. Влияние върху производителността на самозаряд на батерията

Основните фактори, влияещи върху самоизраземането на литиевите батерии, включват отрицателен електрод саморазряд, електролитен състав и чистота и др. Отрицателният електрод самозарядът се отнася до бягството на литий от отрицателния електрод или влизането в електролита под формата на Li+, а скоростта му зависи от повърхностното състояние и каталитичната активност на отрицателния електрод, които са всички засегнати от електролита. Следователно, оптимизирането на електролитния състав може ефективно да намали скоростта на самоизразяване на батерията.

Ако електролитът съдържа примеси, това ще доведе до самозаряд на батерията. Окислителният потенциал на примесите обикновено е по -нисък от положителния потенциал на електрода на литиевите батерии, така че те лесно се окисляват върху повърхността на положителния електрод. След това оксидът се намалява при отрицателния електрод, който непрекъснато консумира активния материал и причинява саморазрязване. Следователно, строгите изисквания за състава и чистотата на електролита са от съществено значение: електролитът трябва да бъде добър йонният проводник и електронния изолатор, не трябва да се разгражда в обхвата на работния потенциал на електрода и трябва да бъде термично стабилен, с точките на топене и кипене много по -високи от работната температура. Електролитът също трябва да бъде инертен към компоненти на батерията като диафрагми, субстрати на електрода и материали за корпус на батерията.

В обобщение, електролитът на литиевата батерия като важен компонент на литиевите батерии има жизненоважно влияние върху работата на литиевите батерии. С непрекъснатото развитие на технологията на литиевата батерия и непрекъснатото въвеждане на нови електролитни материали се очаква ефективността на литиевите батерии да бъде значително подобрена.