電解液發(fā)展歷史,鋰電電解液與水的關(guān)系

來源：存能電氣  日期：2019-08-13 10:45  瀏覽量：次

　　電解液發(fā)展歷史，鋰電電解液與水的關(guān)系。在傳統(tǒng)電池中，通常使用水作為溶劑的電解液體系，電解液是鋰電池的重要組成部分，所以把握好電解液各個(gè)組成部分是我們能夠充分發(fā)揮電池性能的關(guān)鍵。作為鋰離子電池關(guān)鍵材料之一，電解液連接電池的正負(fù)極，不僅要具備較高的鋰離子電導(dǎo)率，還要有極好的電子絕緣性。

　　電解液的發(fā)展歷史

　　電解液作為鋰電池四大材料之一，早期僅有少數(shù)國(guó)外企業(yè)能夠生產(chǎn)。成于20世紀(jì)90年代后期的我國(guó)鋰離子電池企業(yè)(如比亞迪、天津力神、ATL等)初期完全依賴于進(jìn)口電解液，價(jià)格昂貴、交貨周期長(zhǎng)等弊病非常不利于新興鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從2001年開始，國(guó)產(chǎn)電解液開始進(jìn)入市場(chǎng)，電解液售價(jià)迅速下降，開始逐步取代進(jìn)口電解液。

　　第一代：硼酸+乙二醇體系，已發(fā)明50多年了，水的含量較高，否則電導(dǎo)率太低。硼酸和乙二醇酯化以及硼酸變成偏硼酸都會(huì)產(chǎn)生水，水少量存在于電解液中有助于支持氧化物的形成，對(duì)于提高氧化膜的修復(fù)能力是有益處的，但大量的水會(huì)引起電極箔的腐蝕，產(chǎn)生氫氣，并且在高溫下的蒸汽壓較高，容易致使電容器爆裂。所以這種體系的電容器無法用在105℃。

　　第二代：直鏈羧酸鹽+硼酸+乙二醇體系，改進(jìn)目標(biāo)是如何降低并控制水的含量，這意味著必須使用硼酸替代物或其它溶劑，以便獲得水含量穩(wěn)定、低阻抗的電解質(zhì)。目前國(guó)內(nèi)仍有使用的改進(jìn)體系為硼酸+直鏈羧酸銨鹽(DCA)+乙二醇體系。該體系雖能一定程度地降低水含量并具有使用成本低的優(yōu)點(diǎn)，

　　第三代：直鏈羧酸鹽+乙二醇體系，鋁電解電容器在漏電流方面較第二代電解液有較顯據(jù)改善，但羧酸鹽由于分子量的增大閃火上升，但其溶解量下降。

　　第四代：支鏈羧鹽+乙二醇體系，支鏈羧酸鹽取代或部分取代直鏈羧鹽，支鏈羧酸鹽溶解量大，熱穩(wěn)定性較優(yōu)，但造價(jià)一般較高。

　　目前，全球鋰離子電池電解液的供應(yīng)商主要集中在中、日、韓三國(guó)。日本及韓國(guó)的主要廠商包括日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社、三菱化學(xué)株式會(huì)社及韓國(guó)旭成化學(xué)(Panax-Etec)等。我國(guó)電解液產(chǎn)業(yè)起步晚于日本和韓國(guó)，但發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，經(jīng)過多年來持續(xù)的工藝改進(jìn)和技術(shù)積累，已經(jīng)具備了一定的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的鋰電池電解液生產(chǎn)國(guó)，電解液企業(yè)在全球市場(chǎng)的份額不斷擴(kuò)大。

　　鋰電電解液與水的關(guān)系

　　水對(duì)于各種類型的鹽類都有非常好的溶解性，溶解后的離子會(huì)與水分子形成溶劑化的外殼結(jié)構(gòu)，同時(shí)水溶液具有安全、無毒和高電導(dǎo)率的優(yōu)勢(shì)，是一種理想的鋰電電解液。但是水的電化學(xué)窗口較窄(分解電位1.23V)，同時(shí)一些正負(fù)極材料與水溶液接觸時(shí)不太穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。高濃度電解液是解決這一問題的有效方法。

　　雖然水系鋰電池目前在能量密度上還處于劣勢(shì)，但是由于其安全、環(huán)保和高電導(dǎo)率等優(yōu)勢(shì)仍然在一些領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力，后續(xù)通過高容量正負(fù)極材料和耐高壓水溶液電解液的開發(fā)，水系鋰離子電池有望成為攪動(dòng)新能源領(lǐng)域的一股新力量。

　　有生物體內(nèi)的電解液（也稱電解質(zhì)），也有應(yīng)用于電池行業(yè)的電解液，以及電解電容器、超級(jí)電容器等行業(yè)的電解液。不同的行業(yè)應(yīng)用的電解液，其成分相差巨大，甚至完全不相同。電解液是化學(xué)電池、電解電容等使用的介質(zhì)，有一定的腐蝕性，為他們的正常工作提供離子。

　　在生活中，一般和機(jī)器、電器相關(guān)的時(shí)候，蒸餾水的作用主要是它不導(dǎo)電，保證機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定，延長(zhǎng)電器使用壽命。在醫(yī)藥行業(yè)，蒸餾水的作用是因?yàn)榈蜐B作用。用蒸餾水沖洗手術(shù)傷口，使創(chuàng)面可能殘留的腫瘤細(xì)胞吸水膨脹，破裂，壞死，失去活性，避免腫瘤在創(chuàng)面種植生長(zhǎng)。

　　電解液由專用硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成，密度一般是1.24-1.30克每立方厘米。比重12.75-12.85G/CM3硫酸加純水，如果是電池使用過程中水消耗了，加入純水充電即可。