鋰電池電解液

我們都知道鋰電池的主要組成部分包括四個方面：正極材料、負極材料、電解液、隔膜。電解液作為鋰離子電池的重要組成部分對提升鋰離子電池的循環性能、能量密度，從而進一步提升電動汽車續航里程起著不可替代的作用。

鋰電池能量密度取決于電池的電壓和容量，要想提高電池能量密度除了提高正負極材料的容量外，另一個途徑便是提高電池的工作電壓，那么電池在高工作電壓下對電解液的高電壓性能也提出了新的技術要求。鋰電池電解液的組成部分一般包括電解質鋰鹽、高純度有機溶劑和一些特定組分的添加劑。

電解液，大的分類有液態電解液，固態電解液和凝膠電解液。

液體電解液，又可以分成有機電解液和無機電解液。當前應用最廣的是液態有機電解液。電解液充溢在電池殼體內部，電池的正負極和隔膜都浸泡其中。電解液一方面提供部分活性鋰離子，作為充放電過程中的導電離子使用。另一方面，電解液提供離子通道，或者叫載體，使得鋰離子可以在其中自有移動。

鋰電池能用水做電解液嗎?

水對于各種類型的鹽類都有非常好的溶解性，溶解后的離子會與水分子形成溶劑化的外殼結構，同時水溶液具有安全、無毒和高電導率的優勢，是一種理想的鋰離子電解液。但是水的電化學窗口較窄(分解電位1.23V)，同時一些正負極材料與水溶液接觸時不太穩定，會發生副反應。高濃度電解液是解決這一問題的有效方法。

水系鋰離子電池由于安全、環保、低成本等因素得到了廣泛的關注，但是水系鋰離子電池在發展中仍然面臨的許多挑戰，例如能量密度偏低，這主要是因為水溶液的電化學窗口比較窄，因此導致大多數正負極材料在這一電化學窗口范圍內難以充分發揮出全部容量，部分正負極材料在水溶液環境中存在金屬元素溶解的問題，造成循環性能的下降，同時H+的嵌入問題也會影響水系鋰離子電池的循環穩定性，這都是在后續的水系鋰離子電池電解液開發中需要解決的問題。

總的來看雖然水系鋰電池目前在能量密度上還處于劣勢，但是由于其安全、環保和高電導率等優勢仍然在一些領域具有應用潛力，后續通過高容量正負極材料和耐高壓水溶液電解液的開發，水系鋰離子電池有望成為攪動新能源領域的一股新力量。