鉅大LARGE | 點擊量：798次 | 2023年06月06日
鋰電電解液與水的關系,鋰離子電池能用水做電解液嗎
鋰電電解液與水的關系，鋰離子電池能用水做電解液嗎?鋰離子電池目前已經完全占領了整個消費電子市場，并且隨著新能源汽車產業的發展，鋰離子電池的使用范疇也開始向動力鋰電池拓展。傳統的鋰離子電池重要采用有機電解液，那么鋰電電解液與水有何關系?鋰離子電池能用水做電解液嗎?
鋰離子電池電解液
我們都了解鋰離子電池的重要組成部分包括四個方面：正極材料、負極材料、電解液、隔膜。電解液作為鋰離子電池的緊要組成部分對提升鋰離子電池的循環性能、能量密度，從而進一步提升電動汽車續航里程起著不可替代的用途。
鋰離子電池能量密度取決于電池的電壓和容量，要想提高電池能量密度除了提高正負極材料的容量外，另一個途徑便是提高電池的工作電壓，那么電池在高工作電壓下對電解液的高電壓性能也提出了新的技術要求。鋰離子電池電解液的組成部分一般包括電解質鋰鹽、高純度有機溶劑和一些特定組分的添加劑。
電解液，大的分類有液態電解液，固態電解液和凝膠電解液。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
液體電解液，又可以分成有機電解液和無機電解液。當前使用最廣的是液態有機電解液。電解液充溢在電池殼體內部，電池的正負極和隔膜都浸泡其中。電解液一方面供應部分活性鋰離子，作為充放電過程中的導電離子使用。另一方面，電解液供應離子通道，或者叫載體，使得鋰離子可以在其中自有移動。
鋰離子電池電解液是電池中離子傳輸的載體。在鋰離子電池正、負極之間起到傳導離子的用途，就像是正極與負極之間的“愛情紐帶”，是對鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優勢的保證。
選擇電解液的一般原則如下：
(1)電化學穩定性好，與正極材料、負極材料、隔膜、集流體、粘結劑等不發生反應;
(2)離子電導新好，介電常數高，粘度低，離子遷移的阻力小;
(3)在很寬的溫度范圍內保持液態，一般溫度范圍為-40℃～70℃，適用于改善電池的高低溫特性;
(4)能最佳程度促使電極可逆反應的進行，即具有較高的循環效率;
(5)環境友好，最好無毒或者低毒性。
鋰離子電池能用水做電解液嗎?
水關于各種類型的鹽類都有非常好的溶解性，溶解后的離子會與水分子形成溶劑化的外殼結構，同時水溶液具有安全、無毒和高電導率的優點，是一種理想的鋰離子電解液。但是水的電化學窗口較窄(分析電位1.23V)，同時一些正負極材料與水溶液接觸時不太穩定，會發生副反應。高濃度電解液是處理這一問題的有效辦法。
水系鋰離子電池由于安全、環保、低成本等因素得到了廣泛的關注，但是水系鋰離子電池在發展中依然面對的許多挑戰，例如能量密度偏低，這重要是因為水溶液的電化學窗口比較窄，因此導致大多數正負極材料在這一電化學窗口范圍內難以充足發揮出全部容量，部分正負極材料在水溶液環境中存在金屬元素溶解的問題，造成循環性能的下降，同時H+的嵌入問題也會影響水系鋰離子電池的循環穩定性，這都是在后續的水系鋰離子電池電解液開發中要處理的問題。
總的來看雖然水系鋰離子電池目前在能量密度上還處于劣勢，但是由于其安全、環保和高電導率等優點依然在一些范疇具有使用潛力，后續通過高容量正負極材料和耐高壓水溶液電解液的開發，水系鋰離子電池有望成為攪動新能源范疇的一股新力量。
電解液在鋰離子電池正、負極之間起到傳導電子的用途，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等利益的保證。鋰離子電池對生態環境友好，因而電解質的將來方向非常廣泛。
