リチウム電池電解質の分類は何ですか？

リチウムイオン電池における電解質の役割は、人体にとっての血液の重要性のようなものです。リチウムイオンが正極と負極の間を行き来するための媒体です。それがなければ、電子の流れはありません。そのようなバッテリーはないので、その重要性は自明であり、電解質特性分析は元の記事で説明されています。

電解質は、正極と負極の間の電荷移動として機能し、イオンに対して導電性であり、電気的に絶縁されている必要があります。これは、バッテリーのサイクル性能、動作温度範囲、およびバッテリーの耐久性に非常に重要な影響を及ぼします。リチウムイオン電池の場合、電解質の組成には、溶媒とリチウム塩の少なくとも2つの側面が含まれます。

A.液体電解質

溶媒の選択は、主に3つの側面の特性、つまり、溶媒の誘電率、粘度、および電子供与体の性質に基づいています。一般に、高い誘電率はリチウム塩の解離を促進し、強い電子供与体容量は電解質塩の溶解を促進します。溶媒の電子供与体特性は、溶媒分子に固有の電子剥奪能力であり、その能力が電解質カチオンの溶媒和能力を決定します。低粘度はイオンの移動度を高め、導電率を高めるのに役立ちます。

現在、通常、2つ以上の溶媒が混合された二成分または多成分混合溶媒が使用されています。一般的な有機溶媒は、エーテル、炭酸アルキル、ラクトン、ケタールなどである。

リチウム塩は主に効果的な担体を提供するために使用されます。リチウム塩の選択は、一般的に次の原則に従います。

正および負の材料との良好な安定性（適合性）、すなわち、貯蔵中、電解質と活物質との間の電気化学的反応速度が小さいため、電池の自己放電容量損失が最小限に抑えられる。比導電率は高くなります。溶液のオーミック圧力降下は小さいです。安全性能は高く、毒性がなく、汚染もありません。

一般的に使用されるリチウム塩は次のとおりです。リチウムヘキサフルオロヒ酸塩（LiPF6）、LIAsF6は充電および放電中に有毒なヒ化物を放出し、価格は比較的高価です。市販の電池に広く使用されているヘキサフルオロリン酸リチウム（LiPF6）は、導電性が高く、炭素材料との相溶性に優れています。欠点は、価格が比較的高く、固体状態での安定性が低く、水に非常に敏感であるということです。トリフルオロメタンスルホン酸リチウムLiCF3SO2は安定性に優れていますが、その導電率はLiPF6ベースの液体電解質の半分にすぎません。四フッ化ホウ酸リチウム（LiBF4）と過塩素酸リチウム（LiCl04）は広く使用されている塩です。ただし、過塩素酸リチウムリチウムベースのリチウムイミド、通常はリチウムビスフルオロスルホンイミド（LiN（CF3SO2）2）は、非常に乾燥したLiPF6電解質に匹敵する導電率を持ち、FLiCF3SO2を超える安定性を備えています。

B.固体電解質

「超イオン伝導体」または「高速イオン伝導体」としても知られる固体電解質。これは、イオン伝導率がメルトダウンおよび電解質溶液に近づく（または場合によっては超える）固体イオン伝導性材料のクラスを指します。それは、固体と液体の間の一種の奇妙な固体材料です。異常な状態です。一部の原子（イオン）は液体に近い移動度を持っていますが、他の原子はそれらの空間構造（配置）を維持しています。この液固二相特性は、エネルギー（生産、貯蔵、省エネを含む）、冶金学、環境保護、電気化学デバイスなどのさまざまな分野での幅広い応用の見通しと同様に、物理学者や化学者、そして物質主義者の広範な注意。

ポリマー固体電解質は、溶解可能な極性基を含むポリマーを塩と複合体化することによって形成される固体電解質材料である。半導体やイオン溶液などの一般的な導電率システムの特性に加えて、無機固体電解質では不可能な可塑性も備えています。この特性により、ポリマー固体電解質は用途において3つの利点があります。

したがって、任意の形状と厚さのフィルムであるため、高分子電解質の室温伝導率は高くありませんが、無機電解質よりも2〜3桁低く、電池の内部抵抗は、非常に薄いフィルムであるため、面積/厚さの比率を低くすることで導電率を補正できます。気密性-電極と完全に接触するため、充電電流と放電電流が増加します。充電および放電プロセスでは、電極の体積の変化に適応するために、圧力の変化に十分に耐えることができます。ポリマー固体電解質は、電極と組み合わせた場合の軽量、耐圧性、耐衝撃性、耐疲労性、非毒性、非腐食性、および電気化学的安定性の点で、その用途のより広い展望を持っています。現在、国内外の科学者は、エネルギー貯蔵、電気化学部品、センサーなどの研究に適用できるように努力しており、高エネルギーリチウム電池の開発において最も強力な競争相手になっています。

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