锂电电解液与水的关系,锂电池能用水做电解液吗

来源：存能电气  日期：2019-06-12 16:53  浏览量：次

　　锂电电解液与水的关系，锂电池能用水做电解液吗?锂电池目前已经完全占领了整个消费电子市场，并且随着新能源汽车产业的发展，锂电池的应用领域也开始向动力电池拓展。传统的锂离子电池主要采用有机电解液，那么锂电电解液与水有何关系?锂电池能用水做电解液吗?

　　锂电池电解液

　　我们都知道锂电池的主要组成部分包括四个方面：正极材料、负极材料、电解液、隔膜。电解液作为锂离子电池的重要组成部分对提升锂离子电池的循环性能、能量密度，从而进一步提升电动汽车续航里程起着不可替代的作用。

　　锂电池能量密度取决于电池的电压和容量，要想提高电池能量密度除了提高正负极材料的容量外，另一个途径便是提高电池的工作电压，那么电池在高工作电压下对电解液的高电压性能也提出了新的技术要求。锂电池电解液的组成部分一般包括电解质锂盐、高纯度有机溶剂和一些特定组分的添加剂。

　　电解液，大的分类有液态电解液，固态电解液和凝胶电解液。

       液体电解液，又可以分成有机电解液和无机电解液。当前应用最广的是液态有机电解液。电解液充溢在电池壳体内部，电池的正负极和隔膜都浸泡其中。电解液一方面提供部分活性锂离子，作为充放电过程中的导电离子使用。另一方面，电解液提供离子通道，或者叫载体，使得锂离子可以在其中自有移动。

　　锂电池电解液是电池中离子传输的载体。在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，就像是正极与负极之间的“爱情纽带”，是对锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。

　　选择电解液的一般原则如下：

　　(1)电化学稳定性好，与正极材料、负极材料、隔膜、集流体、粘结剂等不发生反应;

　　(2)离子电导新好，介电常数高，粘度低，离子迁移的阻力小;

　　(3)在很宽的温度范围内保持液态，一般温度范围为-40℃～70℃，适用于改善电池的高低温特性;

　　(4)能最佳程度促进电极可逆反应的进行，即具有较高的循环效率;

　　(5)环境友好，最好无毒或者低毒性。

　　锂电池能用水做电解液吗?

　　水对于各种类型的盐类都有非常好的溶解性，溶解后的离子会与水分子形成溶剂化的外壳结构，同时水溶液具有安全、无毒和高电导率的优势，是一种理想的锂离子电解液。但是水的电化学窗口较窄(分解电位1.23V)，同时一些正负极材料与水溶液接触时不太稳定，会发生副反应。高浓度电解液是解决这一问题的有效方法。

　　水系锂离子电池由于安全、环保、低成本等因素得到了广泛的关注，但是水系锂离子电池在发展中仍然面临的许多挑战，例如能量密度偏低，这主要是因为水溶液的电化学窗口比较窄，因此导致大多数正负极材料在这一电化学窗口范围内难以充分发挥出全部容量，部分正负极材料在水溶液环境中存在金属元素溶解的问题，造成循环性能的下降，同时H+的嵌入问题也会影响水系锂离子电池的循环稳定性，这都是在后续的水系锂离子电池电解液开发中需要解决的问题。

　　总的来看虽然水系锂电池目前在能量密度上还处于劣势，但是由于其安全、环保和高电导率等优势仍然在一些领域具有应用潜力，后续通过高容量正负极材料和耐高压水溶液电解液的开发，水系锂离子电池有望成为搅动新能源领域的一股新力量。

　　电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用，是锂电池获得高电压、高比能等利益的保证。锂电池对生态环境友好，因而电解质的市场前景非常广泛。