Какие бывают электролиты для аккумуляторов?

У каждой батареи есть анод и катод для удержания заряда, но эти два элемента не могут облегчить поток электронов от одного к другому без электролита. Итак, электролит играет жизненно важную роль в функционировании батареи в процессе химической реакции. Поскольку аккумуляторные технологии развиваются, было внесено множество инновационных изменений, включая развитие технологии электролитов.

Сегодня у нас есть несколько типов электролитов, которые имеют разные свойства и области применения. Следовательно, пользователи получают различные преимущества при использовании правильного типа электролита. В этой статье мы рассмотрим различные типы аккумуляторных электролитов.

Классификация электролитов традиционных аккумуляторов

С традиционной точки зрения электролиты делятся на две основные категории в зависимости от их физической формы. Это водные и неводные электролиты с уникальными преимуществами и возможностями применения. Итак, вот обзор этих двух классов электролитов.

Водные электролиты

Водные растворы с растворенными ионами кислот, оснований или солей составляют водные электролиты. Наиболее типичными примерами являются гидроксид калия в никель-кадмиевых аккумуляторах и серная кислота в свинцово-кислотных аккумуляторах. Одним из наиболее распространенных применений этих аккумуляторов являются автомобильные стартерные аккумуляторы, поскольку они обеспечивают высокие импульсные токи, которые помогают запустить двигатель.

Другие области применения включают портативные электронные устройства, и эти батареи также полезны для систем аварийного электропитания, обеспечивающих бесперебойное питание в течение длительных периодов времени. Водные электролиты экономически эффективны по сравнению с другими; они более безопасны и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду из-за более низкого уровня токсичности.

Неводные электролиты

Соли лития часто растворяют в органических растворителях, таких как этиленкарбонат или диметилкарбонат, для создания неводных электролитов. Эти электролиты часто присутствуют в литий-ионных или литий-полимерных батареях. Эти электролиты хороши тем, что обеспечивают высокую плотность энергии и длительный срок службы. Кроме того, они могут поддерживать хорошие характеристики в более широком диапазоне температур.

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

Благодаря таким преимуществам эти электролиты обычно используются в литиевых батареях в смартфонах, ноутбуках и других батареях для гаджетов. Их высокая плотность энергии и длительный срок службы делают их хорошим выбором для аккумуляторов электромобилей. Высокая плотность энергии делает неводные электролиты отличным выбором для аэрокосмической и оборонной промышленности. Эти приложения связаны с критическими диапазонами температур и требованиями к плотности энергии.

Классификация твердого электролита

Одним из трех типов электролитов являются твердые электролиты. Это довольно новый тип, быстро набирающий популярность благодаря своей стабильности, надежности и безопасности по сравнению с другими типами электролитов. По типу твердых электролитов у нас есть еще 3 классификации, включая органические, неорганические и композитные твердые электролиты.

Органические твердые электролиты

Органические полимеры с ионопроводящими характеристиками обычно используются для создания органических твердых электролитов. Примерами являются полиэтиленоксид (ПЭО) и его производные. Гибкость этих электролитов делает их хорошим выбором для носимой электроники.

Аналогичным образом, медицинские устройства, требующие надежного электропитания, могут использовать батареи, изготовленные из органических твердых электролитов. Другое применение связано с портативными электронными устройствами из-за безопасности, обеспечиваемой этими электролитами.

Неорганические твердые электролиты

Неорганические твердые электролиты часто изготавливаются из керамических или стеклянных материалов, таких как структуры на основе граната или оксинитрид лития-фосфора (LiPON). Неорганические твердые электролиты используются в сетевых накопителях энергии, электромобилях и аэрокосмической технике благодаря их термической стабильности, долговечности, емкости, надежности и дополнительной безопасности.

Композитные твердые электролиты

Композитные твердые электролиты смешивают органические и неорганические компоненты, чтобы объединить преимущества каждого из них. Композитные твердые электролиты используются в высококачественной бытовой электронике и гибридных электромобилях. Кроме того, высокая плотность энергии и безопасность, обеспечиваемые композитными электролитами, позволяют использовать их в качестве аккумуляторов в промышленной энергетике.

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

Среди всех этих классификаций твердых электролитов есть одна общая черта: надежность и безопасность, обеспечиваемые ими. Однако с каждой классификацией связаны некоторые различия и ограничения, что делает варианты их использования разными.

Классификация гелевых электролитов

Гелевые электролиты представляют собой золотую середину между крайностями жидких и твердых электролитов, предлагая хорошо сбалансированный диапазон характеристик, которые делают их ценными для различных применений. Эти электролиты на основе геля имеют множество применений благодаря своим уникальным качествам и преимуществам. Гелевые электролиты в основном делятся на две категории:

Полимерные гелевые электролиты

Органические полимеры, такие как полиэтиленоксид (ПЭО), полиакрилонитрил (ПАН) или поливинилхлорид (ПВХ), объединяются с жидким электролитом для создания полимерных гелевых электролитов, имеющих консистенцию геля. Жидкий компонент способствует ионной проводимости, а полимеры придают механическую стабильность.

Они обеспечивают механическую гибкость, что делает их хорошим выбором для носимых аккумуляторов. Полимерные гелевые электролиты не протекают благодаря своей консистенции, а также обеспечивают умеренную плотность энергии, что делает их хорошим выбором для батарей, используемых в различных приложениях.

Некоторые области применения аккумуляторов с этим электролитом включают бытовую электронику, такую как ноутбуки и смартфоны. Они также используются в легких электромобилях и фотоэлектрических системах.

Неорганические гелевые электролиты

Неорганические вещества, такие как силикагель, диоксид циркония или пятиокись фосфора, объединяются с растворителем с образованием неорганических гелеобразных электролитов. Неорганический элемент придает конструкции жесткость. Неорганические гелевые электролиты обладают рядом полезных характеристик, которые делают их идеальными для конкретных применений.

Во-первых, они обладают большей термической стабильностью, чем их органические аналоги, что делает их более устойчивыми к различным изменениям температуры. Во-вторых, увеличивается срок службы батареи, поскольку эти электролиты обычно химически инертны или не вступают в быструю реакцию с другими частями батареи.

В-третьих, они обладают превосходной ионной проводимостью, особенно при воздействии высоких температур, при этом имеют структуру, напоминающую гель и практически твердые. Следовательно, батареи, содержащие этот электролит, хороши для систем резервного питания в жилых, коммерческих и промышленных помещениях.

Заключение

Батареи не могут работать без электролита, поскольку он действует как путь потока ионов между положительным и отрицательным концами батареи. Поскольку аккумуляторы претерпели значительные изменения, сегодня мы используем в них разные типы электролитов. Чтобы использовать максимальную емкость аккумуляторной технологии, важно использовать правильный тип электролита.

Итак, независимо от того, работаете ли вы над промышленным или личным применением, понимание типа электролита и технологии аккумуляторов поможет вам работать намного лучше. Это будет полезно при работе с новым типом электролита для вашего случая использования.