電解液是制作鋰離子電池四大關(guān)鍵材料之一，因此也被人們稱為鋰離子電池的“血液”，它的作用是在電池中正負(fù)極之間傳導(dǎo)電子，也是鋰離子電池獲得高壓高比能等優(yōu)點(diǎn)的重要保證。電解質(zhì)和電解液不一樣，應(yīng)該說(shuō)電解液包含電解質(zhì)，電解質(zhì)是固態(tài)，一般指的是離子狀態(tài)的物質(zhì)，但是功能是一樣的，就是具有導(dǎo)電的功能。

在鋰離子電池中，電解液和電解質(zhì)一樣嗎？

電解質(zhì)和電解液是鋰離子電池的重要組成部分，在正、負(fù)極之間起到輸送離子和傳導(dǎo)電流的作用，選擇合適的電解質(zhì)是獲得高能量密度和功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和安全性能良好的鋰離子電池的關(guān)鍵。

電解液實(shí)際是一種液體電解質(zhì)，如果在電解液中加入單體，聚合后就可以得到固體電解質(zhì)，即制得所謂的聚合物電解質(zhì)，從而可以制造出全固體聚合物鋰離子電池。一般鋰離子電池采用的電解質(zhì)是有機(jī)液體電解質(zhì)，它由有機(jī)溶劑和導(dǎo)電鹽組成。電解液是電解質(zhì)的溶液，是電解質(zhì)溶于水形成的，電解質(zhì)一般是純凈物，而電解液是混合物。

電解液作為鋰離子電池的重要組成部分，在正負(fù)極之間起著輸送離子傳導(dǎo)電流的作用，對(duì)電流的性能有很大的影響。電解液作為鋰離子電池中鋰離子的傳遞媒介直接與正負(fù)極材料接觸，選擇合適的電解液也是獲得高能量密度和功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和安全性良好的鋰離子二次電池的關(guān)鍵。

電池用電解液和電解質(zhì)

1.電池電解液和電解質(zhì)的兩種形態(tài)

①液態(tài)電解液和電解質(zhì)

液態(tài)電解質(zhì)，其溶劑為無(wú)水有機(jī)物，多數(shù)采用混合溶劑。常見(jiàn)的有機(jī)液體電解質(zhì)一般是1molL鋰鹽/混合碳酸脂溶劑構(gòu)成的體系。作為傳遞電荷與傳質(zhì)過(guò)程的介質(zhì)，鋰離子電池適用的電解液通常應(yīng)滿足以下幾方面的要求：

A.在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的電導(dǎo)率，最好達(dá)到（1~2）×10-3S/cm以上，鋰離子遷移數(shù)盡可能高；

B.液態(tài)溫度范圍（液程）寬，至少在-20~80℃范圍內(nèi)為液體；

C.化學(xué)穩(wěn)定性好，與電極活性物質(zhì)（如正、負(fù)極材抖）、集流體、隔膜等基本上不發(fā)生反應(yīng)

D.與電極材料的相容性好，能形成穩(wěn)定、有效的鈍化膜；

E.電化學(xué)穩(wěn)定性好，分解電壓高，以減少電池的自放電和工作時(shí)電池內(nèi)壓的升高；F.閃點(diǎn)、燃點(diǎn)高，安全性好；G.環(huán)境友好性，分解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境影響較小。

上述要求是實(shí)現(xiàn)鋰離子電池低內(nèi)阻、長(zhǎng)壽命和高安全性的重要保證。鋰鹽、有機(jī)溶劑的選擇和電解質(zhì)溶液的優(yōu)化決定著電池的循環(huán)效率、工作電壓、操作溫度和儲(chǔ)存期限等是開(kāi)發(fā)鋰離子電池的關(guān)鍵技術(shù)之一。從某種意義上說(shuō)，鋰離子電池液體電解質(zhì)對(duì)電池性能具有決定性的作用。

經(jīng)過(guò)幾十年的研究和實(shí)踐，鋰離子電池使用的電解液己基本成型，商品化的電解液一般選擇LiPF6作為鋰鹽，溶劑多為碳酸乙烯脂（EC）與碳酸二甲脂（DMC）或者碳酸二乙酯（DEC）構(gòu)成的混合溶劑。此外，還有少量基于特殊目的使用的電解液體系。這些電解液體系，支撐著鋰離子電池的商品化以及今后的研究和發(fā)展。

2.固態(tài)或膠態(tài)電解液和電解質(zhì)

使用固體電解質(zhì)可避免液態(tài)電解液漏夜的缺點(diǎn)，還可把電池作成更薄（厚度僅為0.1mm），能量密度更高，體積更小的高能電池。破壞性實(shí)驗(yàn)表明固態(tài)鋰離子電池使用安全性能很高，經(jīng)釘穿，加熱，短路和過(guò)充等破壞性實(shí)驗(yàn)，液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池會(huì)發(fā)生漏夜、爆炸等安全性問(wèn)題，而固態(tài)電池除內(nèi)溫略有升高外并無(wú)任何其它安全性問(wèn)題出現(xiàn)。

固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性、成本低等特點(diǎn)，即可作為陰陽(yáng)電極間隔膜用又可作為傳遞離子的電解質(zhì)用。固體聚合物電解質(zhì)一般可分為干性固體聚合物電解質(zhì)和凝膠聚合物電解質(zhì)。固體聚合物電解質(zhì)主要還是基于聚氧化乙烯，其缺點(diǎn)是離子導(dǎo)電率較低，在固體聚合物電解質(zhì)中離子傳導(dǎo)主要是發(fā)生在無(wú)定性區(qū)，借助聚合物鏈的移動(dòng)進(jìn)行遷移。聚氧化乙烯容易結(jié)晶是由于其分子鏈的高規(guī)整性，而晶形化會(huì)降低離子導(dǎo)電率。

因此要想提高離子導(dǎo)電率一方面可通過(guò)降低聚合物的結(jié)晶度，提高鏈的可移動(dòng)性，另一方面可通過(guò)提高導(dǎo)電鹽在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等手段來(lái)破壞高聚物的結(jié)晶性能，可明顯的提高其離子導(dǎo)電率。此外加入無(wú)機(jī)復(fù)合鹽也能提高離子導(dǎo)電率。

在固體聚合物電解質(zhì)中加入介電常數(shù)低相對(duì)分子質(zhì)量的液態(tài)有機(jī)溶劑則可大大提高導(dǎo)電鹽的溶解度，所構(gòu)成的電解質(zhì)即為凝膠聚合物電解質(zhì)，它在室溫下具有很高的離子導(dǎo)電率，但在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生析液而失敗。凝膠聚合物鋰離子電池已經(jīng)商品化。

②電池電解液和電解質(zhì)有哪些種類

電池電解液和電解質(zhì)的化學(xué)配方組成有很多種，會(huì)根據(jù)電池種類不同和電池應(yīng)用性能不同會(huì)有所不同，但其目的都是讓電池在應(yīng)用中有更優(yōu)越的使用性能和效率。

就電池種類來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)就有鉛酸蓄電池、鋰電池、膠體蓄電池、鎳氫電池、燃料電池、電容電池、低溫電池、高溫電池等不同的電解質(zhì)。這些電解液都是礦物質(zhì)化學(xué)物品調(diào)配的，導(dǎo)電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生物電解質(zhì)，同時(shí)是會(huì)破壞生物機(jī)能的。

生物用電解質(zhì)和電解液（擴(kuò)充資料）

當(dāng)然，還有一種生物電解液，是屬于維持生命的一種生物體液，它們不能導(dǎo)大電流，但是導(dǎo)電速度卻要比非生物電解液要快。一般來(lái)說(shuō)生物電解液同一種物種，體內(nèi)相同部位的電解液是一樣的；不同種生物的電解液會(huì)不同。

電解質(zhì)是體液中存在的離子，具有維持體液滲透壓、保持體內(nèi)液體正常分布的作用，是人體體液的主要組成成分，參與機(jī)體重要的生理和生化過(guò)程。正常情況下，機(jī)體具有完善的緩沖和調(diào)節(jié)系統(tǒng)；通過(guò)緩中體系、肺、腎臟的代償，維持水、電解質(zhì)和酸堿平衡穩(wěn)定狀態(tài)。

體液電解質(zhì)中主要陽(yáng)離子有鉀（K+）、鈉（Na+）、鎂（Mg2+）和鈣（Ca2+），主要陰離子包括氯離子（C1–）、磷酸根（HPO42–，H2PO4–）、碳酸氫根（HCO3–）、硫酸根（SO42-）），以及乳酸和蛋白質(zhì)等有機(jī)陰離子。

不同電池中電解液的特點(diǎn)

1、鉛酸電池電解液的特點(diǎn)

鉛酸電池的電解液是稀硫酸溶液，用水加濃硫酸配制而成。電解液的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)蓄電池的使用壽命、容量等等影響很大。電解液的純度對(duì)鉛酸電池有很大影響，所以不同類別的蓄電池使用的硫酸是不同的，干荷電普通蓄電池要求不高，使用的是蓄電池專用硫酸即可；而閥控式密封蓄電池必須使用分析純硫酸。

2、鋰離子電池電解液的特點(diǎn)

鋰電池電解液主要由鋰鹽、溶劑和添加劑三類物質(zhì)組成。電解液基本構(gòu)成變化不大，創(chuàng)新主要體現(xiàn)在對(duì)新型鋰鹽和新型添加劑的開(kāi)發(fā)，以及鋰離子電池中涉及的界面化學(xué)過(guò)程及機(jī)理深入理解等方面。

3、鎳氫電池電解液的特點(diǎn)

鎳氫電池使用與鎳鎘相同或類似的電解質(zhì)，鎳鎘通常是氫氧化鉀，鎳氫電極是獨(dú)特的，由鎳、鈷、錳、鋁和稀土金屬組成，也用于鋰離子電池。對(duì)于密封鎳氫電池，電解液總量一般不會(huì)減少，只是經(jīng)過(guò)多次使用或長(zhǎng)期擱置后，電解液在電池內(nèi)重新分配，大部分電解液會(huì)分配到正負(fù)電極板內(nèi)，隔膜內(nèi)電解液減少甚至干涸，導(dǎo)至電池內(nèi)阻增大。

4、鎳鎘電池電解液的特點(diǎn)

鎳鎘電池中的電解質(zhì)是堿性電解質(zhì)。大多數(shù)鎳鎘電池是圓柱形的，其中幾層正極和負(fù)極材料纏繞成卷狀。充斥的鎳鎘版本用作商用飛機(jī)和UPS系統(tǒng)中的船用電池，在需要頻繁騎行的炎熱和寒冷氣候下運(yùn)行。鎳鎘比鉛酸更貴，但持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。

以上是關(guān)于在鋰離子電池中，電解液和電解質(zhì)一樣嗎？的詳細(xì)介紹。為了滿足鋰離子電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的需要，必須開(kāi)發(fā)出高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性的動(dòng)力電池電解液材料。

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