Что такое электролит аккумулятора?

У большинства людей есть множество вариантов использования батарей в повседневной жизни. Однако они до сих пор не знают, как работают батареи и каковы их основные компоненты. Во всех этих случаях использования используются различные технологии производства аккумуляторов, но в каждой технологии аккумуляторов остается одна вещь — роль электролита.

Проще говоря, электролит — это вещество в батарее, которое обеспечивает поток электронов между положительными и отрицательными клеммами батареи. В этой статье мы расскажем более подробно об электролите, его характеристиках и работе.

Основная структура батареи

Если мы посмотрим на базовую структуру, то она основана на трех основных компонентах, которые включают анод, электролит и катод. Все эти четыре компонента работают вместе, чтобы завершить электрохимическую реакцию внутри батареи для выработки электроэнергии.

Физическая структура батареи

В батарее присутствуют три основных компонента, поэтому два электрода не соединены напрямую, поскольку в них есть электролит. Если взять пример свинцово-кислотной батареи, то кислота работает как электролит между электродными пластинами. Аналогичным образом, в технологиях сухих аккумуляторов между электродными пластинами используется сухой электролит, облегчающий поток ионов.

Химические основы структуры батареи

Причина, по которой батарея может хранить и вырабатывать электричество, заключается в протекающей в ней электрохимической реакции. Анод обычно накапливает электроны при заряде, а катод является электронодефицитным. Когда цепь между двумя электродами замыкается, электроны начинают перетекать от электрода с большим количеством электронов к электроду с меньшим количеством электронов.

Электролит играет решающую роль в облегчении этого потока в процессе химической реакции, в зависимости от технологии батареи.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Важность электролита в батарее

Независимо от того, рассматриваем ли мы это физически или химически, электролиты работают как среда для движения ионов всякий раз, когда цепь в батарее замыкается извне. Это может показаться простым, но электролит оказывает большое влияние на эффективность, производительность и безопасность аккумулятора.

Различные типы электролитов обладают разными свойствами, поэтому показатели их производительности также меняются. Именно поэтому в разных типах аккумуляторов используются разные электролиты.

Виды и характеристики электролитов

Традиционно наиболее распространенным типом электролита, используемого в батареях, была кислота, поскольку свинцово-кислотные батареи находили применение в различных сферах жизни. Однако по мере развития технологий произошло несколько изменений, и сегодня у нас есть несколько типов электролитов для батарей. Итак, вот обзор трех основных типов электролитов, а также характеристики электролитов.

1.Жидкие электролиты

Это традиционные и наиболее часто используемые типы электролитов. Наиболее распространенным примером жидких электролитов являются свинцово-кислотные аккумуляторы. Однако они также используются в литий-ионных и щелочных батареях.

2. Твердые электролиты

Твердые электролиты существуют всего несколько десятилетий, и эта инновация в технологии электролитов обеспечивает лучшую плотность энергии и безопасность. Такие электролиты используются в сухих аккумуляторных батареях, обычно используемых в автомобилях и аварийных резервных устройствах.

3.Гелевые электролиты

Гелевые электролиты представляют собой полутвердые гели, которые менее склонны к утечкам, поэтому часто обеспечивают большую безопасность и надежность. Существуют герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы, в которых используются гелевые электролиты, обычно используемые для блоков резервного питания. Кроме того, они также используются в полимерных батареях.

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Характеристики электролитов

Четыре основные характеристики электролита:

Высокая ионная проводимость необходима для эффективного транспорта ионов внутри батареи. Следовательно, проводимость важна.

Химическая совместимость: Электролит и электроды батареи должны быть совместимы, чтобы предотвратить химические реакции, которые могут ухудшить производительность.

Чтобы гарантировать долгосрочную надежность, электролиты должны сохранять свою целостность на протяжении всего срока службы батареи.

Поскольку некоторые электролиты более реакционноспособны или горючи, чем другие, безопасность является важным фактором при проектировании аккумуляторов.

Как работают электролиты?

Электролит, основная функция которого заключается в облегчении потока электронов/ионов в батарее между двумя положительными и отрицательными электродами, представляет собой материал, который подвергается химической реакции и в результате переносит ионы. Между тем, электролит также способствует диссоциации и ионизации двух электродов. Здесь катод поглощает – ионы, а Анде выделяет + ионы.

Аналогичным образом, когда батарея заряжается, ионы способствуют обратному прохождению электронов через батарею в результате химической реакции. Во время этого процесса внешнее зарядное устройство подает напряжение, замыкающее цепь.

Влияние электролитов на работу аккумулятора

Когда мы рассматриваем производительность батареи, мы рассматриваем несколько аспектов батареи, которые включают в себя следующее:

Цикл жизни

Плотность энергии

Допуск температуры

Безопасность и т. д.

Электролит в батарее играет роль во всех этих аспектах. Например, жидкий электролит не является лучшим с точки зрения безопасности, поскольку он может протечь. Тем временем гель и твердые электролиты приносят раствор. Аналогичным образом, различные типы электролитов и технологии каждого типа могут существенно повлиять на эти аспекты батареи. Несмотря на то, что различия в технологии электролитов обеспечивают лучшие результаты производительности, их основная цель остается прежней.

Как в разных типах батарей используются разные типы электролитов?

Каждая технология изготовления аккумуляторов основана на различных химических реакциях из-за различий в материале электродов и технологии электролита. Например, в свинцово-кислотных, твердотельных и литий-ионных батареях используются разные типы электролитов.

Поскольку химическая реакция в различных аккумуляторных технологиях различается, электролит выбирается с учетом лучших показателей производительности и удобства использования. Следовательно, аккумулятор остается безопасным и надежным, не теряет производительности и работает долго, что делает его лучшим вариантом, чем ранее доступные варианты.

Заключение

Говорим ли мы о портативной энергии, производимой батареями, или о развитии аккумуляторных технологий на протяжении десятилетий, одна вещь, которая всегда имеет большое значение, — это электролит. Он отвечает за проведение химической реакции между различными клеммами батареи и обеспечение потока ионов.

Следовательно, электролит жизненно важен для надежного хранения и использования энергии. Сегодня мы используем различные категории и типы электролитов, и ожидается, что с дальнейшими исследованиями электролитов ситуация будет улучшаться.