第七章：电解质

电解质通常是一种液体或凝胶溶液，阳极和阴极出现在其中，充当导体，允许锂离子电池在阳极和阴极之间移动。电解质通常是一种hc基混合物，包括多种添加剂，在电池内提供不同的功能。添加剂的使用是电池制造商的“秘密武器”，也是电池制造商知识产权的关键领域之一。典型的电解质可能包括碳酸乙烯酯、二甲基、二乙基和碳酸乙基甲基酯等烷基碳酸盐和锂盐（LiPF6）的混合物（Aurbach等，2004）。

这些添加剂在操作过程中提供了各种不同的好处。添加剂的主要作用是促进固体电解质间相（SEI）层的形成，减少SEI形成和长期循环的不可逆容量和产气，增强电池的热稳定性（Zhang,2006）。例如，在圆柱形和罐型电池中，添加剂可以在预定义的温度下实现“气化”或气体生成，以便与CID（电池内部的可复位保险丝）接合。

SEI层的形成是电解质的另一个重要功能。当第一个电化学反应开始在电池内部发生时，电解质开始与石墨或碳阳极发生反应。部分锂开始在阳极表面形成钝化层；这被称为SEI层（Dahn&Ehrlich,2011）。在细胞形成过程中，通常在第一个周期中，它会导致不可逆转的容量损失。然而，这个非活性的锂层现在开始保护石墨或碳表面不与电解质发生进一步的化学反应。

与电解质相关的挑战之一是在失效和电池排气期间。作为一种hc基液体，电解质在热失控事件中从电池中喷出时会燃烧。正因为如此，人们对凝胶电解质和固体电解质以及不可燃的水基电解质溶液都很感兴趣。凝胶电解质具有许多与液体相同的特征，但由于它们是凝胶型材料，因此在故障事件中“燃烧”的可能性较小。许多制造商也在对固体电解质进行评估，但大多数还没有准备好大批量生产。固体电解质通常沉积在隔膜上或直接沉积在阴极材料上。