電解質(zhì)通過促進離子在充電時從陰極到陽極的移動以及在放電時反向的移動，充當使電池導電的催化劑。離子是失去或獲得電子的帶電原子，電池的電解質(zhì)由液體，膠凝和干燥形式的可溶性鹽，酸或其他堿組成。電解質(zhì)也來自聚合物，如固態(tài)電池，固態(tài)陶瓷和熔融鹽（如鈉硫電池）中使用的聚合物。

鉛酸電池

鉛酸電池使用硫酸作為電解質(zhì)。充電時，隨著正極板上形成氧化鉛（PbO2），酸變得更稠密，然后在完全放電時變成幾乎水。鉛酸電池有溢流和密封形式，也稱為閥控鉛酸（VRLA）或免維護。

硫酸是無色的，略帶黃綠色，可溶于水，并且具有很高的腐蝕性。陽極腐蝕或進入電池組的水可能會生銹，從而導致顏色偏黃。

鉛酸電池具有不同的比重（SG）。深循環(huán)電池使用SG高達1.330的致密電解質(zhì)來實現(xiàn)高比能量，入門電池的平均SG約為1.265，而固定電池的SG較低，約為1.225，以緩和腐蝕并延長使用壽命。

硫酸具有廣泛的應用范圍，并且在排水管清潔劑和各種清潔劑中也能找到。它還在礦物加工、礦物加工、肥料制造、煉油、廢水處理和化學合成中提供服務。

鎳鎘（NiCd）電池

鎳鎘電池的電解質(zhì)是一種堿性電解質(zhì)（氫氧化鉀）。大多數(shù)鎳鎘電池是圓柱形的，其中幾層正負極材料被卷成一個果凍卷。水浸式鎳鎘電池被用作商業(yè)飛機的船用電池，以及在需要頻繁循環(huán)的冷熱氣候條件下運行的UPS系統(tǒng)。鎳鎘的價格比鉛酸貴，但壽命更長。

鎳氫電池（NiMH）

鎳氫使用與鎳鎘相同或相似的電解質(zhì)，通常是氫氧化鉀。鎳氫電極是獨特的，由鎳、鈷、錳、鋁和稀土金屬組成，這些金屬也用于鋰離子。鎳氫只有密封版本。

氫氧化鉀是一種無機化合物，通式為KOH，俗稱苛性鉀。電解質(zhì)是無色的，在工業(yè)上有很多應用，如大多數(shù)軟皂和液體皂的成分。

鋰離子（Li-ion）電池

鋰離子電池使用液體、凝膠或干燥的聚合物電解質(zhì)。液體形式是易燃的有機形式，而不是水性形式，是鋰鹽與類似于碳酸亞乙酯的有機溶劑形成的溶液。將溶液與各種碳酸鹽混合可提供更高的電導率并擴大溫度范圍?？梢蕴砑悠渌}以減少放氣并改善高溫循環(huán)。

帶有膠凝電解質(zhì)的鋰離子接受許多添加劑以增加電導率，鋰聚合物電池也是如此。真正的干聚合物僅在高溫下才具有導電性，該電池已不再用于商業(yè)用途。還添加了添加劑以達到長壽和獨特的特性。配方是分類的，每個制造商都有自己的秘密配方。

電解質(zhì)應該穩(wěn)定，但是鋰離子卻不是這種情況。鈍化膜在陽極上形成，稱為固體電解質(zhì)界面（SEI）。該層將陽極與陰極分隔開，但允許離子像隔板一樣通過。本質(zhì)上，必須形成SEI層才能使電池正常工作。薄膜可穩(wěn)定系統(tǒng)并延長鋰離子電池的使用壽命，但這會導致容量降低。電解質(zhì)氧化也會發(fā)生在陰極上，從而永久降低容量。

為了防止薄膜變得過于局限，在SEI層形成過程中消耗的電解液中混合了添加劑。在進行檢測評估時，很難甚至不可能追蹤到它們的存在。這使得專有添加劑無論是其成分還是使用量都是商業(yè)機密。

一個著名的添加劑是碳酸乙烯酯（VC）。這種化學物質(zhì)可以提高鋰離子的循環(huán)壽命，特別是在較高的溫度下，并隨著使用和老化保持較低的內(nèi)阻。VC還能在陽極上保持穩(wěn)定的SEI膜，電解液氧化對陰極沒有不良副作用（Aurbach等）。據(jù)說，學術(shù)界和研究界對添加劑的認識和選擇都落后于電池制造商，因此大有秘訣。

對于大多數(shù)商用鋰離子電池，SEI層會在75–90°C（167–194°F）的電池溫度下分解。電池的類型和充電狀態(tài)（SoC）會影響高溫下的擊穿。如果未正確冷卻，則可能會發(fā)生自熱行為，從而導致熱失控。在18650個電池上進行的實驗室測試表明，這種熱事件可能需要兩天的時間才能形成。

鋰離子電解質(zhì)的可燃性是進一步關(guān)注的問題，并且已經(jīng)進行了通過添加劑或開發(fā)非有機離子液體來生產(chǎn)不燃或可燃性降低的電解質(zhì)的實驗，還進行了在低溫下操作鋰離子電池的研究。

審核編輯 黃宇