不同类型的电池的电解质都是什么？

电解质通过促进离子在充电时从阴极到阳极的移动以及在放电时反向的移动，充当使电池导电的催化剂。离子是失去或获得电子的带电原子，电池的电解质由液体，胶凝和干燥形式的可溶性盐，酸或其他碱组成。电解质也来自聚合物，如固态电池，固态陶瓷和熔融盐（如钠硫电池）中使用的聚合物。

铅酸电池

铅酸电池使用硫酸作为电解质。充电时，随着正极板上形成氧化铅（PbO2），酸变得更稠密，然后在完全放电时变成几乎水。铅酸电池有溢流和密封形式，也称为阀控铅酸（VRLA）或免维护。

硫酸是无色的，略带黄绿色，可溶于水，并且具有很高的腐蚀性。阳极腐蚀或进入电池组的水可能会生锈，从而导致颜色偏黄。

铅酸电池具有不同的比重（SG）。深循环电池使用SG高达1.330的致密电解质来实现高比能量，入门电池的平均SG约为1.265，而固定电池的SG较低，约为1.225，以缓和腐蚀并延长使用寿命。

硫酸具有广泛的应用范围，并且在排水管清洁剂和各种清洁剂中也能找到。它还在矿物加工、矿物加工、肥料制造、炼油、废水处理和化学合成中提供服务。

镍镉（NiCd）电池

镍镉电池的电解质是一种碱性电解质（氢氧化钾）。大多数镍镉电池是圆柱形的，其中几层正负极材料被卷成一个果冻卷。水浸式镍镉电池被用作商业飞机的船用电池，以及在需要频繁循环的冷热气候条件下运行的UPS系统。镍镉的价格比铅酸贵，但寿命更长。

镍氢电池（NiMH）

镍氢使用与镍镉相同或相似的电解质，通常是氢氧化钾。镍氢电极是独特的，由镍、钴、锰、铝和稀土金属组成，这些金属也用于锂离子。镍氢只有密封版本。

氢氧化钾是一种无机化合物，通式为KOH，俗称苛性钾。电解质是无色的，在工业上有很多应用，如大多数软皂和液体皂的成分。

锂离子（Li-ion）电池

锂离子电池使用液体、凝胶或干燥的聚合物电解质。液体形式是易燃的有机形式，而不是水性形式，是锂盐与类似于碳酸亚乙酯的有机溶剂形成的溶液。将溶液与各种碳酸盐混合可提供更高的电导率并扩大温度范围。可以添加其他盐以减少放气并改善高温循环。

带有胶凝电解质的锂离子接受许多添加剂以增加电导率，锂聚合物电池也是如此。真正的干聚合物仅在高温下才具有导电性，该电池已不再用于商业用途。还添加了添加剂以达到长寿和独特的特性。配方是分类的，每个制造商都有自己的秘密配方。

电解质应该稳定，但是锂离子却不是这种情况。钝化膜在阳极上形成，称为固体电解质界面（SEI）。该层将阳极与阴极分隔开，但允许离子像隔板一样通过。本质上，必须形成SEI层才能使电池正常工作。薄膜可稳定系统并延长锂离子电池的使用寿命，但这会导致容量降低。电解质氧化也会发生在阴极上，从而永久降低容量。

为了防止薄膜变得过于局限，在SEI层形成过程中消耗的电解液中混合了添加剂。在进行检测评估时，很难甚至不可能追踪到它们的存在。这使得专有添加剂无论是其成分还是使用量都是商业机密。

一个著名的添加剂是碳酸乙烯酯（VC）。这种化学物质可以提高锂离子的循环寿命，特别是在较高的温度下，并随着使用和老化保持较低的内阻。VC还能在阳极上保持稳定的SEI膜，电解液氧化对阴极没有不良副作用（Aurbach等）。据说，学术界和研究界对添加剂的认识和选择都落后于电池制造商，因此大有秘诀。

对于大多数商用锂离子电池，SEI层会在75–90°C（167–194°F）的电池温度下分解。电池的类型和充电状态（SoC）会影响高温下的击穿。如果未正确冷却，则可能会发生自热行为，从而导致热失控。在18650个电池上进行的实验室测试表明，这种热事件可能需要两天的时间才能形成。

锂离子电解质的可燃性是进一步关注的问题，并且已经进行了通过添加剂或开发非有机离子液体来生产不燃或可燃性降低的电解质的实验，还进行了在低温下操作锂离子电池的研究。

审核编辑 黄宇