Электролит для аккумуляторов: Как выбрать электролит для автомобильного аккумулятора — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Нужно ли доливать электролит в аккумулятор? — Иксора

Аккумуляторный электролит — это жидкое вещество, которое содержится в большинстве автомобильных аккумуляторов. Иногда его называют аккумуляторной кислотой, потому что он имеет кислотную базу. Фактически, электролит батареи состоит из смеси воды и серной кислоты.

Когда уровень электролита в вашей АКБ становится низким, вы можете задаться вопросом, чем нужно пополнить его объем. Некоторые автовладельцы ошибочно считают, что в экстренной ситуации аккумулятор можно заполнить соленой водой, пищевой содой или каким-либо другим видом электролита. Наш ответ – нет. Никогда не добавляйте какой-либо электролит в свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор.

Если вы обнаружили низкий уровень электролита в своем АКБ, вам следует добавить только чистую воду. И только при некоторых, очень специфических обстоятельствах, в батарею можно добавить серную кислоту. Например, если аккумулятор опрокинулся и протек.

Что означает низкий уровень электролита в батарее?

Когда ваш механик или друг, который много знает об автомобилях, говорит вам, что у вас низкий уровень электролита, это означает, что уровень жидкости в одном или нескольких элементах батареи упал ниже верха свинцовых пластин. Рассмотрим эту ситуацию подробнее.

Автомобильные аккумуляторы состоят из ряда свинцовых пластин, погруженных в своеобразную ванну с водой и серной кислотой, которая действует как электролит. Очень важно, чтобы уровень жидкости никогда не опускался ниже верха пластин. Если электролит в аккумуляторе падает ниже этого уровня, пластины подвергаются воздействию воздуха, начинается химический процесс, называемый сульфатированием (сульфатацией). Этот процесс может значительно сократить срок службы батареи, поскольку он мешает нормальной работе ее элементов. При этом серная кислота в электролите поглощается свинцовыми пластинами при разрядке батареи, а затем высвобождается обратно в электролит, когда батарея заряжается.

Почему в АКБ можно добавлять только чистую воду?

Добавление в батарею чего-либо, кроме воды, может мгновенно нанести ей повреждения. Например, пищевая сода может нейтрализовать серную кислоту, присутствующую в электролите батареи.

Очевидно, что вода сама по себе не является электролитом, поэтому добавление только воды в батарею на первый взгляд может показаться плохой идеей. Электролит – смесь из воды и серной кислоты, поэтому более логичным кажется долить в батарею серную кислоту, помимо обычной воды. Однако, причина, по которой в батарею нужно добавлять только воду заключается в том, что, когда свинцово-кислотная батарея теряет воду, она не теряет серную кислоту. Вода естественным образом исчезает в процессе электролиза в результате испарения, особенно в жаркую погоду, в то время как серная кислота никуда не денется, или ее объем будет теряться с гораздо меньшей скоростью.

Простой способ понять, как это работает, — вспомнить о том, что происходит, когда вы кипятите кастрюлю с соленой водой. Вода испаряется, но соль остается. Если вы добавите в кастрюлю обычную воду, она смешается с солью, и у вас снова будет соленая вода. То же самое происходит, когда вы добавляете дистиллированную воду в свинцово-кислотную батарею. Единственное исключение — если уровень жидкости низкий из-за опрокидывания аккумулятора. Когда это происходит, весь раствор серной кислоты и воды вытекает.

В этом случае вам необходимо заполнить пустые элементы разбавленной смесью воды и серной кислоты.

Все необходимые автозапчасти можно приобрести в магазине IXORA, а подобрать подходящую деталь могут профессиональные менеджеры.

Производитель	Номер детали	Наименование
HYUNDAI	371102E000	Аккумулятор KIA 371102E000
BOSCH	0092S50050	Аккумулятор Bosch 0092S50050
BOSCH	0092S50130	Аккумулятор Bosch 0092S50130
BOSCH	0092S30060	Аккумулятор Bosch 0092S30060
BOSCH	0092S40040	Батарея аккумуляторная Bosch 0092S40040
BOSCH	0092S40050	Аккумулятор BOSCH 0092S40050
BOSCH	0092S40060	Аккумулятор Bosch 0092S40060
BOSCH	0092S40080	Аккумулятор Bosch 0092S40080
BOSCH	0092S40090	Аккумулятор BOSCH 0092S40090
BOSCH	0092S40100	Аккумулятор BOSCH 0092S40100
BOSCH	0092S40230	Аккумулятор Bosch 0092S40230
BOSCH	0092S40240	Автомобильный аккумулятор BOSCH 0092S40240
BOSCH	0092S40250	Аккумулятор Bosch 0092S40250
BOSCH	0092S40270	Аккумулятор Bosch 0092S40270
BOSCH	0092S40280	Аккумулятор BOSCH 0092S40280

* Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Полезная информация:

Импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов
Как правильно «прикурить» автомобиль?
Почему горит лампочка зарядки аккумулятора: причины и неисправности

Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону — 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Создан электролит, который способен в два раза увеличить ёмкость литиевых аккумуляторов

3DNews Технологии и рынок IT. Новости на острие науки Создан электролит, который способен в дв…

Самое интересное в обзорах

30.03.2021 [13:10], Геннадий Детинич

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) разработали электролит, который обещает до двух раз увеличить ёмкость литиевых аккумуляторов. Важность подобного изобретения трудно переоценить. Для транспорта на электрической тяге двукратное повышение ёмкости батарей без увеличения объёма и веса аккумуляторов стало бы настоящей революцией.

Слева литиевый анод в трещинах при работе в обычном электролите, справа целый — в перспективном. Источник изображения: MIT

Интересно, что новый электролит первоначально был разработан для перспективных литиево-воздушных аккумуляторов. Но они появятся ещё не скоро, зато разработка показала себя необычайно хорошо в составе литиево-металлических аккумуляторов.

Известная проблема литийметаллических аккумуляторов — это разрушение электродов (анода и катода). В частности, анод из металлического лития, который существенно повышает ёмкость и эффективность работы литийметаллических аккумуляторов, в процессе работы теряет литий путём его безвозвратного растворения в электролите.

Испытания нового электролита в составе литиево-металлического аккумулятора с металлическим анодом и катодом из оксидов лития, никеля, марганца и кобальта показало, что поверхности электродов не теряют металлы (не растрескиваются) и самоочищаются во время циклов заряда и разряда.

«Электролит химически устойчив к окислению высокоэнергетических материалов, богатых никелем, предотвращая разрушение частиц и стабилизируя положительный электрод во время цикла,

— сказал Ян Шао-Хорн (Yang Shao-Horn) из Массачусетского технологического института. — Электролит также обеспечивает стабильную и обратимую очистку и покрытие металлического лития, что является важным шагом на пути создания перезаряжаемых литийметаллических батарей с энергией, вдвое превышающей энергию современных литийионных батарей.

В перспективе с новым электролитом ёмкость литийметаллических аккумуляторов может достичь 420 Вт·ч/кг, тогда как современные литийионные аккумуляторы с среднем демонстрируют 260 Вт·ч/кг. К сожалению, вещество, на котором основан перспективный электролит, современная промышленность не производит. Учёные обещают разработать техпроцессы, чтобы исправить это положение.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Материалы по теме

Постоянный URL: https://3dnews.ru/1036098/sozdan-elektrolit-kotoriy-sposoben-v-dva-raza-uvelichit-yomkost-litievih-akkumulyatorov

Рубрики: Новости Hardware, блоки питания, адаптеры, источники питания, на острие науки,

Теги: литийметаллический, сша, учёные, аккумулятор

← В прошлое В будущее →

Разработка улучшенных аккумуляторных электролитов | Аргоннская национальная лаборатория

Процесс проектирования батареи состоит из трех частей. Вам нужен положительный электрод, вам нужен отрицательный электрод и, что важно, вам нужен электролит, который работает с обоими электродами.

Электролит — это компонент батареи, который переносит ионы — частицы, несущие заряд, — туда и обратно между двумя электродами батареи, заставляя батарею заряжаться и разряжаться.

Для современных литий-ионных аккумуляторов химический состав электролита относительно хорошо определен. Однако для будущих поколений аккумуляторов, разрабатываемых по всему миру и в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), вопрос о конструкции электролита остается открытым.

«Хотя мы привязаны к определенной концепции электролитов, которые будут работать с современными коммерческими батареями, для литий-ионных батарей решающее значение будет иметь дизайн и разработка различных электролитов», — сказала Ширли Менг, главный научный сотрудник Argonne Collaborative. Центр науки о хранении энергии (ACCESS) и профессор молекулярной инженерии в Притцкеровской школе молекулярной инженерии Чикагского университета. «Разработка электролитов является одним из ключей к прогрессу, которого мы добьемся, сделав эти более дешевые, долговечные и более мощные батареи реальностью, и сделав один важный шаг к продолжению обезуглероживания нашей экономики».

В новой статье, опубликованной в журнале Science, Мэн и его коллеги изложили свое видение конструкции электролита в батареях будущих поколений.

По словам Мэн, даже относительно небольшие отклонения от современных аккумуляторов потребуют переосмысления конструкции электролита. По ее словам, переход от никельсодержащего оксида к материалу на основе серы в качестве основного компонента положительного электрода литий-ионной батареи может дать значительные преимущества в производительности и снизить затраты, если ученые смогут понять, как изменить электролит.

Для других химических элементов, помимо литий-ионных аккумуляторов, таких как перезаряжаемые натрий-ионные или литий-кислородные, ученым также придется уделить значительное внимание вопросу электролита.

Одним из основных факторов, который учитывают ученые при разработке новых электролитов, является то, как они склонны образовывать промежуточный слой, называемый межфазным, который использует реактивность электродов. «Интерфазы имеют решающее значение для функционирования батареи, потому что они контролируют то, как селективные ионы поступают в электроды и выходят из них», — сказал Мэн.

«Интерфазы функционируют как ворота для остальной части батареи; если ваши ворота не работают должным образом, селективный транспорт не работает».

Ближайшая цель, по словам команды, состоит в том, чтобы разработать электролиты с правильными химическими и электрохимическими свойствами, чтобы обеспечить оптимальное образование межфазных фаз как на положительном, так и на отрицательном электродах батареи. В конечном счете, однако, исследователи полагают, что они смогут разработать группу твердых электролитов, которые будут стабильны при экстремальных (как высоких, так и низких) температурах и позволят батареям с высокой энергией иметь гораздо более длительный срок службы.

«Твердотельный электролит для полностью твердотельной батареи изменит правила игры», — сказал Венкат Шринивасан, директор ACCESS, заместитель директора Объединенного центра исследований в области хранения энергии и соавтор статьи. «Ключом к твердотельной батарее является металлический анод, но его производительность в настоящее время ограничена образованием игольчатых структур, называемых дендритами, которые могут закорачивать батарею. Найдя твердый электролит, который предотвращает или ингибирует образование дендритов, мы можем реализовать преимущества некоторых действительно захватывающих химических процессов в батареях».

Чтобы ускорить охоту за прорывами в области электролитов, ученые обратились к возможностям расширенной характеристики и искусственного интеллекта (ИИ) для поиска в цифровом виде множества возможных кандидатов, ускорив медленный и кропотливый процесс лабораторного синтеза. «Высокопроизводительные вычисления и искусственный интеллект позволяют нам определять лучшие дескрипторы и характеристики, которые позволят разрабатывать различные электролиты для конкретных целей», — сказал Мэн. «Вместо того, чтобы рассматривать несколько десятков электролитов в год в лаборатории, мы рассматриваем многие тысячи с помощью вычислений».

«У электролитов есть миллиарды возможных комбинаций компонентов — солей, растворителей и добавок — с которыми мы можем играть», — сказал Шринивасан. «Чтобы превратить это число во что-то более управляемое, мы начинаем действительно использовать мощь ИИ, машинного обучения и автоматизированных лабораторий».

Автоматизированные лаборатории, о которых говорил Шринивасан, будут включать экспериментальный режим, управляемый роботами. Таким образом, машины могут проводить без посторонней помощи все более тщательно точные и калиброванные эксперименты, чтобы в конечном итоге определить, какая комбинация компонентов образует идеальный электролит. «Автоматизированное обнаружение может значительно повысить эффективность наших исследований, поскольку машины могут работать круглосуточно и снижать вероятность человеческой ошибки», — сказал он.

Мэн, Шринивасан и научный сотрудник армейской исследовательской лаборатории Кан Сюй обсуждают проблему электролитов в статье под названием «Разработка лучших электролитов», опубликованной в журнале Science 8 декабря.

Работа финансировалась Объединенным центром исследований в области хранения энергии. , Центр инноваций в области науки и энергетики Министерства энергетики, а также программа Управления науки Министерства энергетики по фундаментальным наукам об энергетике.

Объединенный центр исследований в области хранения энергии (JCESR) , Центр инноваций в области энергетики Министерства энергетики США, представляет собой крупное партнерство, объединяющее исследователей из многих дисциплин для преодоления критических научных и технических барьеров и создания новой революционной технологии хранения энергии. В число партнеров, возглавляемых Аргоннской национальной лабораторией Министерства энергетики США, входят национальные лидеры в области науки и техники из академических кругов, частного сектора и национальных лабораторий. Их совместный опыт охватывает весь спектр процессов разработки технологий, от фундаментальных исследований до разработки прототипов, разработки продуктов и доставки их на рынок.

Аргоннская национальная лаборатория занимается поиском решений насущных национальных проблем в области науки и техники. Первая в стране национальная лаборатория, Аргонн, проводит передовые фундаментальные и прикладные научные исследования практически во всех научных дисциплинах. Исследователи Аргонны тесно сотрудничают с исследователями из сотен компаний, университетов, а также федеральных, государственных и муниципальных учреждений, чтобы помочь им решить их конкретные проблемы, укрепить научное лидерство Америки и подготовить нацию к лучшему будущему. Компания Argonne, в которой работают сотрудники из более чем 60 стран, находится под управлением UChicago Argonne, LLC для Управления науки Министерства энергетики США.

Управление науки Министерства энергетики США является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите https://energy.gov/science.

Основные сведения об электролите литиевой батареи

Перейти к содержимому Основы электролита литиевой батареи Литиевые батареи

являются наиболее распространенным типом перезаряжаемых батарей, используемых сегодня в электронике.

Они известны своей высокой плотностью энергии, длительным сроком службы и т. д. Эти качества делают их идеальными для использования в портативной электронике, такой как телефоны, ноутбуки и планшеты.

Для достижения этих характеристик литиевые батареи должны содержать особый тип электролита, способный выдерживать многократные заряды без разрушения или утечки. Поскольку этот электролит не виден невооруженным глазом, важно понимать, как он работает, чтобы предотвратить возникновение каких-либо проблем!

В литий-ионных батареях используются заряженные ионы лития для создания электрического потенциала между клеммами анода и катода. Тонкий слой изоляционного материала, называемый «сепаратором», находится в растворе электролита между двумя сторонами батареи. Сепаратор позволяет ионам лития проходить, блокируя электроны и разделяя два электрода. Во время зарядки ионы лития перемещаются через сепаратор с положительной стороны на отрицательную. Разряжаясь, ионы движутся в противоположном направлении.

Движение ионов лития создает разность электрических потенциалов, называемую «напряжением». Когда вы подключаете свои электронные устройства к батарее, электроны (не литий-ионы) проходят через ваше устройство и питают его.

Аккумулятор состоит из трех основных компонентов: катода, анода и электролита, разделяющего эти две клеммы. Электролит литиевой батареи представляет собой химическое вещество, позволяющее электрическому заряду проходить между двумя клеммами. Электролит помещает химические вещества, необходимые для реакции, в контакт с анодом и катодом, тем самым преобразуя накопленную энергию в пригодную для использования электрическую энергию.

Электролит литиевых батарей является своего рода носителем для передачи ионов в литиевых батареях. Основными компонентами являются соли лития и органические растворы. С электролитом между положительным и отрицательным электродами литиевой батареи существует ионная проводимость, и происходит явление зарядки и разрядки. Практически в литиевых батареях используется жидкий электролит с содержанием LiPF6, LiBF4 или LiClO4. Добавляя жидкий электролит, в основном существует 3 вида электролита для литиевых батарей, которые классифицируются по своему физическому состоянию. Все они имеют одинаковые функции:

Электролиты, используемые в литий-ионных батареях, должны соответствовать следующим основным требованиям. Это факторы, которые необходимо учитывать при измерении характеристик электролитов, а также важные предпосылки для реализации высоких характеристик, низкого внутреннего сопротивления, низкой цены, длительного срока службы и безопасности литий-ионных аккумуляторов.

Электрохимическое окно широкое, и лучше всего иметь окно электрохимической стабильности 0 ~ 5 В, чтобы гарантировать, что электролит не подвергается значительным побочным реакциям на полюсах, а также чтобы удовлетворить сингулярность электродных реакций в электрохимическом процессе.

Гексафторфосфат лития (LiPF6) представляет собой раствор соли лития, который является наиболее распространенным электролитом в литиевых батареях. Гидроксид калия является электролитом в обычных бытовых щелочных батареях. В свинцово-кислотном аккумуляторе обычно используется серная кислота для создания предполагаемой реакции. Воздушно-цинковые батареи основаны на окислении цинка кислородом для реакции.

Существует три вида электролита литий-ионного аккумулятора. В зависимости от состояния электролитов электролиты литиевых батарей можно разделить на жидкие электролиты, твердые электролиты и твердожидкие композитные электролиты.

Преимущества:
1. Органический жидкий электролит обладает хорошей электрохимической стабильностью,
2. Органический жидкий электролит имеет низкую температуру замерзания и высокую точка кипения
3. Органический жидкий электролит можно использовать в широком диапазоне температур.

Недостатки:
1.Органические растворители органических жидких электролитов имеют небольшую диэлектрическую проницаемость
2.Органические растворители органических жидких электролитов имеют высокую вязкость
3.Органические жидкие электролиты обладают плохой способностью растворять неорганические солевые электролиты
4.Органические жидкости электролит имеет низкую электропроводность
5. Органический жидкий электролит особенно чувствителен к следовым количествам воды.
6. Органические жидкие литиевые батареи склонны к утечке.
7. Продукт должен иметь прочный металлический корпус, модель корпуса и размер фиксированы, что не обеспечивает гибкости.
8. Низкая безопасность из-за воспламеняемости органических растворителей. Таким образом, меры защиты батареи должны быть очень совершенными.

1. Ионный жидкий электролит комнатной температуры имеет выдающиеся преимущества, такие как высокая проводимость
2. Ионный жидкий электролит комнатной температуры имеет низкое давление паров
3. Ионный жидкий электролит комнатной температуры имеет широкий диапазон жидкостей
4. Ионная жидкость комнатной температуры электролит обладает хорошей химической и электрохимической стабильностью
5. Ионный жидкий электролит комнатной температуры не загрязняет окружающую среду
6. Ионный жидкий электролит комнатной температуры легко восстанавливается
7. Совершенная безопасность:
Расплавленная соль комнатной температуры используется в качестве электролита для литий-ионных аккумуляторов для повышения безопасности аккумуляторов при высокой плотности мощности и полного устранения угроз безопасности аккумуляторов.

преимущества:
1.Твердый электролит негорюч
2.Твердый электролит имеет низкую реакционную способность с материалом электрода
3.Твердый электролит обладает хорошей гибкостью
4.Твердый электролит может преодолеть вышеуказанные недостатки жидкостных литий-ионных аккумуляторов и позволяют изменять объем электродного материала при разряде
5. Твердый электролит более устойчив к ударам, вибрации и деформации, чем жидкие электролиты.
6. Его легко обрабатывать и формовать, и аккумулятору можно придать различные формы в соответствии с различными потребностями.

Неорганические твердые электролиты: Твердые материалы с высокой ионной проводимостью. Неорганические твердые электролиты, используемые в полностью твердых литий-ионных батареях, делятся на стеклянные электролиты и керамические электролиты.

1. Твердые электролиты могут играть роль электролитов и заменять диафрагму в аккумуляторе.
2. Нет проблем с утечкой
3. Аккумулятор можно миниатюризировать и миниатюризировать, хотя количество миграций ионов лития в этом типе материала велико

1. Электропроводность самого электролита намного меньше, чем у жидких электролитов.
2. Импеданс поверхности раздела между электролитом и материалом высок, когда такие материалы используются в литий-ионных батареях
3. Хрупкость неорганических твердых электролитов велика
4. Сейсмостойкость литий-ионных батарей как электролитов низкая .

	Органический жидкий электролит	Ионный жидкий электролит комнатной температуры	Гелевый электролит	Неорганический твердый электролит	Гелевый электролит
состояния	жидкость	жидкость	Коллоид	Твердый	Коллоид
Место Li+	нефиксированный	нефиксированный	Относительно фиксированный	фиксированный	Относительно фиксированный
Концентрация Li+	низкий	высокий	низкий	Очень высокая	низкий
Проводимость	высокий	Немного высоковат	Немного высоковат	Немного низковат	Немного высоковат
безопасность	легковоспламеняющийся 903:00	отлично	Довольно хорошо	отлично	Довольно хорошо
цена	Дороговато	Очень дорого	Дороговато	дешевый	Дороговато

Влияние на емкость аккумулятора
Во-первых, хотя материал электрода является необходимым условием для определения удельной емкости литий-ионных аккумуляторов, электролит также влияет на обратимую емкость аккумулятора. электродный материал в значительной степени.
То есть
Потому что процесс заливки, делития и процесс циркуляции электродного материала — это всегда процесс взаимодействия с электролитом. Это взаимодействие оказывает существенное влияние на состояние поверхности раздела электродного материала и изменения внутренней структуры.
Во-вторых, в рабочем процессе литий-ионных аккумуляторов помимо окислительно-восстановительных реакций, протекающих на положительном и отрицательном электродах при внедрении и удалении ионов лития, также имеет место большое количество побочных реакций.
Такие как
окисление и восстановительное разложение электролитов на поверхности положительных и отрицательных электродов,
Поверхностная пассивация электродно-активными веществами,
высокий импеданс интерфейса между электродом и интерфейсом электролита….
Эти факторы влияют на способность электродного материала к внедрению и удалению лития.
Вот почему некоторые электролитные системы могут придать материалу электрода отличную способность к внедрению и удалению лития, в то время как некоторые электролитные системы очень разрушают материал электрода.
2.Влияние на внутреннее сопротивление батареи и увеличение производительности заряда и разряда
Каково внутреннее сопротивление литий-ионных батарей?
Внутреннее сопротивление относится к сопротивлению току, когда он проходит через батарею. В него входят омическое внутреннее сопротивление и поляризационное сопротивление электрода при электрохимическом процессе. Для литий-ионных аккумуляторов оно должно включать сопротивление поверхности раздела между электродом и электролитом.
Таким образом, сумма омического внутреннего сопротивления, сопротивления границы электрод/электролит и внутреннего поляризационного сопротивления представляет собой общее внутреннее сопротивление литий-ионных аккумуляторов.
Это важный показатель для измерения производительности химических источников питания, который напрямую влияет на рабочее напряжение батареи, рабочий ток, выходную энергию и мощность.
Почему электролит влияет на внутреннее сопротивление батареи?
Внутреннее омическое сопротивление батареи в основном обусловлено проводимостью электролита и должно также включать сопротивление материала электрода и диафрагмы.
Механизмом проводимости электролитической части является ионная проводимость, и сопротивление во время процесса проводимости обычно намного больше, чем у электронной проводящей части.
Сопротивление поверхности раздела между электродом и электролитом имеет большое значение в литий-ионных батареях.
Чем больше сопротивление ионов лития при прохождении через интерфейс, тем выше внутреннее сопротивление аккумулятора. В нормальных условиях сопротивление интерфейса значительно выше внутреннего сопротивления в омах.
Почему электролит влияет на увеличение заряда и разряда?
Определение скорости разряда и заряда:
Увеличение характеристик заряда и разряда является важным показателем для измерения способности сохранения емкости литий-ионных аккумуляторов в условиях быстрой зарядки и разрядки.
Причины, по которым электролит влияет на характеристики заряда и разряда:
Характеристики заряда и разряда аккумулятора определяются
1. подвижность ионов лития в материале электрода,
2. проводимость электролита,
3. подвижность ионов лития на границе раздела фаз электрода или электролита.
Последние два тесно связаны с составом и свойствами электролита.
3.Влияние на диапазон рабочих температур батареи
Из-за большой температурной зависимости электродной реакции, происходящей на границе между электродом и фазой электролита, среди всех факторов окружающей среды температура оказывает наиболее очевидное влияние на батарею производительность.
В условиях низких температур скорость электродной реакции снижается, и даже реакция прекращается, а производительность батареи значительно снижается или даже не может нормально использоваться.
При повышении температуры электродная реакция усиливается, но одновременно усиливаются и побочные реакции на границе раздела фаз электрода или электролита. Эти побочные реакции часто очень разрушительны для батареи и влияют на ее производительность.
Таким образом, оптимальной температурой для работы батареи должна быть температура, наиболее благоприятная для электродной реакции без явных побочных реакций.
Например,
диапазон рабочих температур жидкостных литий-ионных аккумуляторов обычно составляет -10-45℃;
минимальная рабочая температура обычно не ниже -20℃,
максимальная рабочая температура обычно не превышает 60℃.
Для жидких электролитов основным способом расширения диапазона рабочих температур является
1.расширить ассортимент жидкости электролита
2.улучшить проводимость электролита в условиях низких температур
3.улучшить стабильность электролита в условиях высоких температур.
Для твердых электролитов, для расширения диапазона их рабочих температур,
для увеличения электропроводности электролита при комнатной или даже низкой температуре,
уменьшает импеданс интерфейса между ним и материалом электрода.
Хотите узнать больше: загрузите нашу электронную книгу по дизайну аккумуляторов.
Lithium Battery Design Design Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)
4. Влияние на хранение и срок службы батареи
Срок хранения:
Старение литий-ионных батарей при длительном хранении ключ к влиянию на характеристики хранения батарей. Даже если коммерческий литий-ионный аккумулятор никогда не используется, срок его хранения составляет всего около 3 лет.
Существует множество причин старения батареи.
основные причины:
Коррозия электрода коллекторной жидкости
Потеря электрохимической активности электродного активного вещества из коллекторной жидкости
Природа электролита тесно связана с коррозией коллектора жидкостью и стабильностью электродного материала в ней. Поэтому электролит в значительной степени влияет и даже определяет срок хранения батареи.
Для срока службы:
Срок службы является важным показателем для оценки достоинств вторичных батарей. Обычно измеряется количеством циклов, когда емкость батареи снижается до определенного значения.
Существует множество факторов, влияющих на срок службы литий-ионных аккумуляторов, в том числе
1. стабильность материала электрода,
2. стабильность электролита,
3. скорость заряда и разряда ,
4.глубина заряда и разряда
5.температура. Для литий-ионных аккумуляторов
6.правильная эксплуатация и обслуживание,
основными дополнительными причинами короткого срока службы аккумулятора являются следующие：
Активная удельная поверхность активного вещества электрода во время зарядки и Процесс разряда продолжает уменьшаться, истинная плотность тока батареи при работе увеличивается, а внутреннее сопротивление батареи постепенно увеличивается.
Активное вещество электродного коллектора отваливается или переносится, теряя должную электрохимическую активность
Во время работы батареи некоторые материалы в электролите стареют или подвергаются коррозии
Мембрана повреждена или частично закрыта
Из-за реакции окисления или восстановления электролита на границе раздела электродов количество примесей в электролите увеличивается
Из-за влияния вышеперечисленных факторов нормальный срок службы литий-ионных аккумуляторов в настоящее время составляет около 2-3 лет, причем большинство из вышеперечисленных факторов имеют определенную связь с характером электролита.
5. Влияние на безопасность батареи
Литий-ионные батареи заменяют растворение и отложение металлического лития в традиционных литиевых вторичных батареях с механизмом хранения лития внутри решетки, устраняя рост дендритного лития на поверхности отрицательного электрода и уменьшая вероятность короткого замыкания батареи, но это не устраняет принципиально риски безопасности батареи.
Например, жидкие литий-ионные батареи также будут осаждать металлический литий на поверхности отрицательного электрода в условиях перезарядки, в то время как поверхность положительного электрода будет окисляться и разлагать электролит в условиях высокого потенциала, и внутри будет происходить ряд небезопасных побочных реакций. батарея.
Кроме того, большое количество тепла, выделяемого аккумулятором в условиях сильноточной зарядки и разрядки, не может быть потеряно во времени, что приводит к быстрому повышению температуры аккумулятора, что также создает значительные проблемы с безопасностью для батарея.
Все мы знаем, что основными факторами, влияющими на безопасность литий-ионных аккумуляторов, являются следующие:
стабильность материала электрода,
Состав электролита,
производственный процесс
условия работы самой батареи
Тем не менее,
основной причиной проблемы безопасности жидких литий-ионных аккумуляторов является летучесть и высокая воспламеняемость самого органического жидкого электролита.
Таким образом, чтобы полностью устранить риски безопасности, связанные с батареями, необходимо исключить воспламеняемость органических растворителей.
Хотите узнать больше: загрузите нашу электронную книгу по дизайну аккумуляторов.
Lithium Battery Design Design Электронная книга Скачать (2M, 20 страниц, PDF)
6. Влияние на характеристики саморазряда батареи
Скорость саморазряда литий-ионных батарей определяется: тип и структура электродного материала,
свойства интерфейса электрод/электролит,
состав электролита
производственный процесс батареи.
Основные причины саморазряда литий-ионных аккумуляторов:
Саморазряд отрицательного электрода.
Саморазряд отрицательного электрода в основном происходит из-за выпадения лития из отрицательного электрода или попадания в электролит в виде Li+.
Скорость зависит от состояния поверхности и поверхностной каталитической активности отрицательного электрода. Состояние поверхности отрицательного электрода, очевидно, зависит от электролита, поэтому оптимизация состава электролита может снизить плотность саморазряда батареи.
Саморазряд положительного электрода:
Это относится к ионам лития в электролите, внедренным в решетку материала положительного электрода, что вызывает саморазряд положительного электрода. Его скорость зависит от кинетических факторов в положительном электроде, залитом Li+, в основном от свойств поверхности раздела положительного электрода или электролита.
Кроме того, появление примесей в электролите также является важной причиной саморазряда аккумулятора.
Это связано с тем, что потенциал окисления примесей обычно ниже, чем потенциал положительного электрода литий-ионных аккумуляторов, который легко окисляется на поверхности положительного электрода, а оксид будет восстанавливаться на отрицательном электроде, таким образом, непрерывно потребляя активные вещества материалов положительных и отрицательных электродов, вызывая саморазряд.
Поэтому к литий-ионным аккумуляторам предъявляются высокие требования к составу и чистоте электролитов.
7. Влияние на перезарядку и переразряд батареи
Поскольку электролит литий-ионной батареи не может обеспечить защиту от перезарядки или чрезмерной разрядки, когда батарея работает нормально, способность батареи сопротивляться перезарядке и чрезмерной разрядке снижается. очень бедный.
При некоторых практических условиях применения:
Когда несколько литий-ионных аккумуляторов используются последовательно для получения более высокого напряжения, часто возникает значительное несоответствие емкости.
Когда аккумулятор заряжен, отдельные аккумуляторы всегда будут перезаряжены,
При разрядке отдельные аккумуляторы также будут переразряжены.
Этот аспект приводит к необратимому повреждению батареи и влияет на срок службы батареи; в то же время это также создает очевидные риски для безопасности батареи.
Почему электролит литиевых батарей влияет на перезарядку и чрезмерную разрядку?
Модификация и модификация электролитов является важным способом предотвращения перезарядки и разрядки аккумуляторов.
Органический жидкий электролит имеет встроенный механизм защиты от перезарядки и разрядки.
Например, в электролит добавляют некоторые наркотические вещества. В условиях перезарядки вещество окисляется на положительном электроде, а окислитель восстанавливается на поверхности отрицательного электрода
, что позволяет избежать постоянного повышения напряжения батареи.
(1) Он должен быть хорошим ионным проводником и электронным изолятором, чтобы перенос ионов (Li+) был легким, а саморазряд сводился к минимуму;
(2) Должен иметь широкое электрохимическое окно, чтобы не происходила деградация электролита в диапазоне рабочих потенциалов как катода, так и анода;
(3) Он также должен быть инертным по отношению к другим компонентам элемента, таким как сепараторы элементов, подложки электродов и материалы для упаковки элементов;
(4) Должен быть термически стабильным, для жидких электролитов точки плавления и кипения должны быть намного выше рабочих температур;
(5) Он должен иметь низкую токсичность и соответствовать другим мерам ограниченной опасности для окружающей среды;
(6) Он должен быть основан на устойчивой химии, что означает, что элементы в изобилии, а процессы синтеза являются как можно менее вредными, и
(7) он должен иметь как можно более низкую общую стоимость, материалы и производство.
Какой электролит используется в литий-ионных батареях?
Большинство электролитов, используемых в коммерческих литий-ионных батареях, представляют собой неводные растворы. И соль гексафторфосфата лития (LiPF ₆), растворенная в органических карбонатах. Гексафторфосфат лития (LiPF6) представляет собой раствор соли лития, который является наиболее распространенным электролитом в литиевых батареях.
Из чего состоит электролит батареи?
Электролит в большинстве бытовых аккумуляторов (и многих промышленных) состоит из двух частей: воды и гидроксида калия (КОН). Когда эти два компонента объединяются друг с другом, они образуют раствор, который позволяет электричеству свободно течь между электродами внутри элемента батареи — это известно как «электролиз» или «электролитическое действие».
Безопасен ли электролит литиевой батареи?
Да.
Литиевые батареи более безопасны, чем большинство других типов батарей, поскольку они не содержат тяжелых металлов или токсичных химических веществ.