材料 锂离子电池电解液：锂盐
来源：材料科学与工程
锂电池电解液主要成分介绍：
1
碳酸乙烯酯：分子式： C3H4O3
透明无色液体(>35℃)，室温时为结晶固体。沸点：248℃/760mmHg ，243-244℃/740mmHg；闪点：160℃；密度：1.3218；折光率：1.4158(50℃)；熔点：35-38℃；本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶剂。可用作纺织上的抽丝液；也可直接作为脱除酸性气体的溶剂及混凝土的添加剂；在医药上可用作制药的组分和原料；还可用作塑料发泡剂及合成润滑油的稳定剂；在电池工业上，可作为锂电池电解液的优良溶剂
2
碳酸丙烯酯 分子式：C4H6O3
无色无气味，或淡黄色透明液体，溶于水和四氯化碳，与乙醚，丙酮，苯等混溶。是一种优良的极性溶剂。本产品主要用于高分子作业、气体分离工艺及电化学。特别是用来吸收天然气、石化厂合成氨原料其中的二氧化碳，还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。
毒理数据：动物实验经口服或皮肤接触均未发现中毒.大鼠经口LD50=2，9000 mg/kg.
本品应储存于阴凉、通风、干燥处，远离火源，按一般低毒化学品规定储运。
3
碳酸二乙酯 分子式：CH3OCOOCH3
无色液体，稍有气味；蒸汽压1.33kPa/23.8℃；闪点25℃(可燃液体能挥发变成蒸气，跑入空气中。温度升高，挥发加快。当挥发的蒸气和空气的混合物与火源接触能够闪出火花时，把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃，把发生闪燃的最低温度叫做闪点。闪点越低，引起火灾的危险性越大。)；熔点-43℃；沸点125.8℃；溶解性：不溶于水，可混溶于醇、酮、酯等多数有机溶剂；密度：相对密度(水=1)1.0；相对密度(空气=1)4.07；稳定性：稳定；危险标记 7(易燃液体)；主要用途：用作溶剂及用于有机合成。
而锂离子电池所用的锂盐一般为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2等物质，这些锂盐多数是易水解和热稳定性较差的物质，下面我们来具体看看。
来源：材料科学与工程
“两高”水性可充电电池问世 比锂离子电池更安全、更便宜
锂离子电池以其高能量密度、高效率和低自放电率在便携式电子产品和电动汽车中占据主导地位，然而使用易燃的有机电解液所引起的严重安全问题阻碍了它的广泛应用。水性可充电电池由于使用了不可燃且价格低廉的水溶液（即用水作溶剂的溶液）作为电解液，不仅比锂离子电池更安全、成本更低，也更容易制备。但由于受到水分解电压的限制，目前水性可充电电池的能量密度远低于锂离子电池。
众所周知，电解液是化学电池、电解电容等使用的介质，为它们的正常工作提供离子，并保证工作中发生的化学反应是可逆的。所以提高水性可充电电池的实用性，改良水溶液电解液，提高其电压稳定窗口，已经成为目前研究的热点。
11月19日，南京工业大学宣布，该校吴宇平、付丽君教授团队设计了一种碱性/中性混合的水溶液电解液体系，研发出了高电压高能量密度水溶液混合电解液可充电电池。相关研究发表在国际化学领域顶级学术期刊《先进能源材料》上。
“水性可充电电池是指用水溶液作为电解液的可充电电池。”付丽君介绍道，“水溶液的理论分解电压是1.23伏，实际电池中由于存在过电势，分解电压可以达到1.5—2伏，但是很难超过2伏。而电池的能量密度与电池的电压是成正比的，即电压越高能量密度也越高，而电解液的电压窗口决定了电池可达到的最大电压，因此要提高水性可充电电池的电压，首先要提高水溶液电解液的电压稳定窗口。我们将碱性溶液与中性溶液组合成混合电解液，将电解液的电压稳定窗口提高到了3伏。”
“在水溶液电解液体系中，中性电解液的析氢电位高于碱性电解液，析氧电位低于酸性溶液，但是其电压窗口是3种溶液中最宽的。另外，碱性溶液和中性溶液的组合相对较为容易，而且这样的组合将大大拓宽电压稳定窗口。”论文第一作者、南京工业大学袁新海博士表示。
在这个工作中，研究团队使用了阳离子交换膜作为隔膜。“阳离子交换膜可以起到传输阳离子阻隔阴离子的作用，从而使电解液保持稳定的pH值。另外，在这个混合电解液体系中，阴、阳离子在正负极电解液中都是稳定存在的。因而保证了这个电解液体系的稳定性。”袁新海解释道，只有电解液保持稳定，才能使电解液的电压窗口保持稳定，才能保持电池体系的可逆性和稳定性。
“电解液的电压稳定窗口解决了，下一步就是选用合适的正负极材料构建高电压、高能量密度水性可充电电池。”付丽君介绍，他们在研究中注意到，锌是在碱性溶液中具有较负电位（相对于标准氢电极的电位为-1.216V）且具有较高比容量的负极材料，而锰酸锂是在中性电解液中具有较高氧化还原电位和较高比容量的正极材料，“因此将这两种材料结合起来，可以得到较高电压的水性可充电电池”。
该研究团队基于这种混合水溶液电解液的概念，还研发了一系列水溶液电池和水溶液电容器的工作，相关工作分别发表在《化学电化学》《化学通讯》《材料化学学报A》和《先进科学》上。
（记者 金 凤）
来源： 科技日报
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