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电解质在电池中的作用类似于催化剂，其通过促进离子的移动来导电——在充电时离子从正极移动到负极而在放电时反向移动。当电子通过外加电路从一个电极流向另一个电极时，电路闭合并且离子的运动是在电池的内部通过电解质进行的。离子是失去或获得电子的带电原子。在电解质中的离子通过不断的中和电解质中的电荷，而使电子流动。一个电池的电解质可以由水溶性盐、酸或碱组成。电池电解质包括液体聚合物，凝胶化聚合物和固体聚合物三类，除此之外还包括在钠硫电池中作为电解液的固体陶瓷和熔盐。

铅酸蓄电池中会使用硫酸做电解质溶液。当电池充电时，电解液中酸的浓度会变大而氧化铅(二氧化铅)逐渐覆盖到正极板上。当放电完全时，硫酸铅成为正极板上的覆盖物且电解液的大部分变成了水。其中硫酸的比重可以用比重计来测量。 (参见近期将会推出的专题：如何测量充电状态)。富液密闭式铅酸电池又称之为阀控式密封铅酸电池(VRLA)或者免维护电池。硫酸是有轻微黄色色调的可溶性透明液体，其具有高度腐蚀性。有不同比重(SG)的铅酸蓄电池：深循环电池使用的致密电解质其比重高达1.330，以此来实现高比能量;动力电池平均的比重约为1.265;稳定电池的比重则较低，约为1.225 ，以此来减少腐蚀并增长电池的使用寿命。

硫酸应用广泛，可以在各种清洁剂中发现它。同时它也是化学工业中的重要物质，应用在其中的各个方面如矿物加工，化肥生产，石油炼制，废水处理，以及化学合成等。

注意：硫酸发生皮肤接触时可引起严重损害，并且如果溅到眼睛可能导致永久性失明。食用硫酸会造成不可逆转的损害。

镍镉电池的电解质为碱性电解质(氢氧化钾)。大部分镍镉电池是圆柱形的，其中几层正负极材料被卷成类似于果冻卷的形状，可提供高负载电流。富液式镍镉电池可用作商用飞机的起动蓄电池。这种电池也在不间断电源(UPS)中应用，该电池常常需要处在高温和低温的环境中循环。由此可见，这些镍镉电池虽然比更常用的铅酸电池昂贵，但它们也更加耐用。

镍镉电池常用氢氧化钾作为电解液，而镍氢电池也用氢氧化钾或类似的溶液作为电解液。镍氢电池中包含Ni、Co、Mn、Al和稀土金属(也被用于锂电池)，并且其必须是密封制作。

氢氧化钾化学式是KOH，是一种无机化合物，常称为苛性钾。KOH电解液是无色的，广泛应于用工业领域，比如作为成分添加在软皂和液皂中(没有分解KOH就是有害的)。

锂电池的电解质分为液态电解质，凝胶聚合物电解质和固体聚合物电解质。液态电解质一般由锂盐和有机溶剂组成：锂盐有LiPF6， LiBF4 或LiClO4;有机溶剂有碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯。混合溶剂比单一溶剂导电率更高可用温度范围更广，从而性能更好。最常见的盐是LiPF6(六氟酸磷锂)，有时添加别的盐来减少气体产生并改善高温循环性能。

向电解液中加入添加剂，锂电池会拥有独特的性质并增加其使用寿命。但是配方一直被严格保密，而且每个厂家都有自己的秘密武器。

在锂电池中，通过向胶体电解质添加各种添加剂来提高导电率。盐溶于固体介质中就形成了固体聚合物电解质。用于商业的固体聚合物是包含液态电解质的，并被用于制造聚合物电池。固体聚合物电池主要应用在高温条件下，不过使用并不广泛。

电解质性能必须稳定，不能影响到电极。但事实并非如此，锂电池中在负极上形成的钝化膜被称为固体电解质界面膜(SEI)。这层膜把负极材料和电解液分离开，并且只让离子通过，SEI膜是不可逆转的，SEI膜主要是在第一个循环周期形成，但是它可以稳定系统，起到了延长锂离子电池寿命的作用，不过会导致电池容量的减少。科学家致力于阻止SEI膜生长和形成一道屏障阻碍电解液与石墨负极的交换离子。

制造商关注容量的永久性损失和内部阻抗的增加。SEI膜的形成需要几个周期，而在高温下进行恒压小电流充电和静置，则需要几个星期才能完成。自放电可以通过测量静置后的电池的电压来判断，自放电过高说明有制造缺陷。形成SEI膜时，在正极上的电解质发生氧化，也会造成永久性的容量损失。电池电压高于4.10 v 和电池在高温情况下循环都会加速容量损失。电解液中的添加剂，可以控制SEI膜的形成。SEI膜的形成过程中，这些化学物质会被消耗殆尽。如果可能的话，来做一些测试来测试添加剂的性能。而这些专用添加剂都是商业机密，无论是在类型的选择上还是具体的用量上都是保密的。

一些非常有益的添加剂则是公开的。例如，碳酸亚乙烯酯(VC)是提高电池循环寿命，特别是在较高的温度环境下，同时在使用过程中保持内部低电阻。VC也促进稳定的SEI膜的形成且没有副作用。添加六甲基二硅氮烷可以除掉电解液中的水，从而提高电池的性能。相对近期发现的邻苯二甲醚，可以防止磷酸铁锂电池的过度充电。

在撰稿期间，笔者发现，在添加剂的了解和选择方面，科研团队远远落后于电池制造商。电解液中加入添加剂，显著的改善了锂离子电池的性能，当然这些添加剂还是属于商业机密。改进过后的锂电池的内阻低，使得电池寿命有所提升。

原标题：关于二次电池，你应该知道的

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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