Какие бывают электролиты для аккумуляторов?

Электролит батареи — это среда, которая позволяет потоку ионов между катодом и анодом внутри батареи производить энергию. Электрохимические реакции происходят здесь во время циклов разряда для производства энергии и циклов перезарядки. Несколько типов аккумуляторных электролитов, которые используются в зависимости от конкретных требований конкретного применения.

Водные электролиты — эти электролиты распространены в свинцово-кислотных батареях и некоторых типах проточных батарей. Это водный раствор серной кислоты.

Органические электролиты – состоят из солей лития, органических растворителей и добавок. Они используются в литий-ионных аккумуляторах.

Твердые электролиты — их часто используют в твердотельных батареях, поскольку они повышают производительность и безопасность батареи. Это твердые материалы, проводящие ионы. Они распространены в современных и передовых аккумуляторных технологиях.

Полимерные электролиты — эти электролиты проводят ионы с помощью полимера и обычно используются в литий-полимерных или литий-ионных батареях.

Гелевые электролиты — это гелеобразные или полутвердые электролиты, которые содержатся в некоторых типах аккумуляторов для повышения гибкости и безопасности.

В зависимости от производительности, безопасности и применения каждый тип электролита имеет свои преимущества и недостатки. В разных типах батарей используются разные типы электролита. Например, в свинцово-кислотных батареях используются электролиты на водной основе, а в литий-ионных батареях используются органические электролиты. В некоторых приложениях и устройствах используются гелевые электролиты, поскольку они гибкие и могут иметь различные формы для носимых устройств.

Полимерный электролит

Полимерные электролиты — это тип электролита, обычно встречающийся в литий-полимерных и литий-ионных батареях.

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

В них используется полимерная матрица для проведения ионов, необходимых для работы аккумулятора. Эти полимеры легированы солями лития, которые облегчают движение ионов. Они изготовлены из таких материалов, как полиакрилонитрил (ПАН) или полиэтиленоксид (ПЭО).

Преимущества полимерного электролита

Гибкость. Гибкость обеспечивается полимерной матрицей, что делает их подходящими для тонких и гибких конструкций аккумуляторов, подобных тем, которые используются в носимых устройствах. Им можно придать различную форму для разных устройств.

Повышенная безопасность. В целом полимерные электролиты более стабильны и менее склонны к утечкам, в отличие от жидких электролитов. С этими электролитами проблемы безопасности меньше, поскольку риск термического выхода из строя минимален.

Совместимость с литий-металлическими анодами. Использование литий-металлических анодов вполне вероятно, о чем свидетельствуют некоторые полимерные электролиты, которые могут повысить плотность энергии батареи.

Ограничения полимерных электролитов

Ионная проводимость. Исторически некоторые полимерные электролиты имели более низкую ионную проводимость, в отличие от жидких электролитов. Несмотря на внесенные улучшения, этот фактор влияет на производительность аккумулятора.

Совместимость интерфейса. Подтверждение стабильности и хорошего контакта на границе раздела электрод-электролит может вызвать некоторые трудности, что, в свою очередь, влияет на производительность и срок службы батареи.

Исследования и разработки в области полимерных электролитов продолжаются, поскольку они пытаются устранить эти ограничения. Цель состоит в том, чтобы улучшить общие характеристики и ионную проводимость, сохраняя при этом гибкость и безопасность для различных применений.

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

Электролит сульфата алюминия

Сульфат алюминия, также известный как квасцы, обычно не встречается в современных аккумуляторных технологиях, таких как литий-ионные батареи, в качестве электролита. Однако он использовался в образовательных или экспериментальных целях, особенно на начальных этапах разработки батарей и в простых самодельных батареях.

Сульфат алюминия при использовании в качестве электролита участвует в окислительно-восстановительной реакции. Выступая в качестве ионного проводника, он обеспечивает поток заряда между катодом и анодом, создавая электрический ток за счет облегчения движения электронов.

Сульфат алюминия можно использовать вместе с электродами из цинка и меди в простых самодельных аккумуляторах. В отличие от коммерческих батарей с более высокой плотностью энергии, самодельные батареи имеют более низкую плотность энергии и эффективность. Их обычно используют в образовательных целях.

Сульфат алюминия использовался в качестве коагулянта при очистке воды и некоторых химических процессах, но он не является распространенным или стандартным выбором для современных коммерческих электролитов аккумуляторов. В современных батареях широко используются другие материалы электролитов, такие как полимерные электролиты, органические электролиты, водные растворы или твердотельные электролиты. Они, как правило, имеют определенные преимущества в отношении безопасности, производительности и стабильности.

Электролит гидроксида калия

Гидроксид калия (KOH) — это тип электролита, используемый в некоторых типах батарей, включая некоторые щелочные батареи и особенно никель-металлогидридные (NiMH). Он также используется в некоторых типах топливных элементов.

Электролит в NiMH батареях действует как ионный проводник, обеспечивающий протекание электрического тока, позволяя ионам перемещаться от положительных электродов к отрицательным. Электролит обычно представляет собой раствор гидроксида калия. Этот химический состав батареи состоит из отрицательного электрода, состоящего из сплава, поглощающего водород, положительного электрода, изготовленного из гидроксида никеля, и раствора электролита гидроксида калия.

Характеристики и особенности электролитов на основе гидроксида калия;

Проводимость: ионная проводимость, которой способствует гидроксид калия, хорошая. Этот фактор имеет решающее значение для эффективности работы аккумулятора при хорошем движении ионов гидроксида (OH-).

Щелочная среда – гидроксид калия отличается от кислых электролитов тем, что создает в аккумуляторе щелочную среду. Эта щелочная природа обеспечивает различные преимущества в отношении увеличения срока службы батареи и снижения коррозии в определенных приложениях.

Воздействие на окружающую среду: гидроксид калия не содержит токсичных материалов, что делает его менее вредным для окружающей среды, в отличие от некоторых других типов электролитов, содержащих вредные компоненты.

Проблемы электролитов гидроксида калия

Ограниченное применение. Эти электролиты в основном встречаются в NiMH-батареях и некоторых типах щелочных батарей. В зависимости от конкретных потребностей и требований определенного химического состава аккумуляторов использование этих электролитов может быть ограничено.

Проблемы безопасности: гидроксид калия является едким веществом, несмотря на то, что он менее вреден, чем некоторые материалы. Требуется правильное обращение, чтобы избежать раздражения глаз и кожи. При контакте с электролитами гидроксида калия следует быть одетым в соответствующую экипировку.

Электролиты гидроксида калия играют важную роль в работе NiMH аккумуляторов, облегчая движение ионов, обеспечивая хорошую производительность и эффективность этих аккумуляторных батарей.

Заключение

Электролиты батареи обеспечивают поток ионов между положительными и отрицательными электродами батареи. Электрохимический процесс, в свою очередь, производит энергию для различных применений. Различные типы аккумуляторных электролитов зависят от требований для различных применений. Исследования и инновации продолжаются по мере улучшения структуры электролитов. В новых аккумуляторных технологиях используются твердотельные электролиты, которые считаются более безопасными и стабильными.