电解液范文1
关键词：离子液体；超级电容器；专利分析；技术发展
离子液体是指全部由离子组成的液体，其一般指室温离子液体，即在低于100℃时为液体状态的熔融盐。近年来离子液体在电化学领域中的应用受到高度关注，以超级电容器为例，传统的水性电解液主要有硫酸，氢氧化钾等水溶液，这类电解液的优点在于具有较高的电导率，但其工作电压受水的分解电压限制，因而电容器必须在1.2V下工作，导致其能量密度大大降低。此外，这类电解质具有腐蚀性，降低电极材料的使用寿命。另外有机溶剂也可作为电化学电容器的电解液，虽然有机溶剂的电压窗口较宽，但有机溶剂也具有难以克服的缺点，如易挥发、有毒、易分解等。
与传统的水和有机电解液相比，离子液体具有以下突出的优点：（a）较宽的电压窗口（可达到5V）；（b）较高的电化学稳定性及热稳定性；（c）几乎不挥发、无毒；（d）优异的溶解性及不易燃特性。这些优良的性质使得包含离子液体的电化学器件具有稳定、耐用、工作电压高等优点，因而非常适合作为超级电容器等电化学器件的电解液。
离子液体在超级电容器领域的应用主要是作为电解质使用，也可以作为电解液的添加剂，用来改善电解液的某些特性。本文以CNABS专利库和VEN专利数据库中的检索结果为样本，通过对该领域的中国专利申请和不同国家间专利申请进行统计分析，探讨超级电容器中的离子液体电解液的专利技术发展状况，统计时间截至2015年12月。
1、中国专利申请分析
图1为超级电容器离子液体电解液方向的中国历年专利申请量趋势图，可以看出自2006年以来该方向的专利申请量一直呈现缓慢增长，但自2012年以后，该方向的专利申请量呈现井喷之势，其年平均增长速度高达接近50%，表明离子液体作为超级电容器电解液的研究和开发在经历了初期的缓慢发展后迎来快速上升期。另外，从申请量看，超级电容器离子液体电解液方向的申请量整体仍然偏低，表明离子液体在超级电容器电解液中的应用仍属于新兴的技术分支，但其申请量的增长趋势则表明了该技术分支前景可期。
图2示出了国内不同类型申请人的分布图，从中可见，高校及研究所的申请量依然占了总申请量的一半以上，表明目前离子液体在超级电容器电解液中的应用仍然以研究为主，但国内各公司的申请量也不容忽视，这其中主要以深圳海洋王有限公司为代表，表明该方向的研究和开发已经逐渐引起各公司的关注和重视。
事实上，图1的中国国内申请量趋势图并不能完全客观的反映我国在超级电容器离子液体电解液领域中的技术发展状况，因为外国公司为了抢占国内市场，也会在中国进行专利布局。为了更清楚反映我国自身在该领域的技术发展状况，图3给出了在超级电容器离子液体电解液领域中的国内PCT占有量对比图。从图中可见，在2005年以前，国内专利申请基本为PCT所垄断，但到2010年以后，这种情况已经得到很大改观，PCT的占有量不到20%。这种变化表明中国在此领域内的自主研发和科技创新已经大大加强。
2. 不同国家间的专利申请分析
图4为不同国家间的申请量对比图，从中可见，中国已经在该方向上超过日本、美国，成为全球数量最多的专利申请国，这主要得益于中国科研力量在此领域内的活跃有关，另一方面也与日本、欧美等发达国家瞄准中国市场，在中国申请了相当一部分PCT有关。
通过对专利内容的分析，可以发现日本和美国在此领域内均十分重视理论研究和技术开发，其专利申请侧重于新型离子液体产品的开发或解决现有离子液体产品出现的问题，其专利申请往往内容详实、技术底蕴丰厚，而中国的专利申请目前仍侧重于解决现有离子液体产品出现的黏度大、含有水或酸杂质等问题，其理论相对欠缺，技术功底相对单薄。另外，通过分析国内外专利申请的技术关注度，可以发现离子液体的黏度也许是离子液体作为电解液应用的最大障碍，开发出低黏度的离子液体产品或降低现有离子液体产品的黏度将是今后研究的重点。
电解液范文2
【关键词】印制电路板；酸性蚀刻废液；膜电解；再生；铜粉
一、引言
在电子工业中，印制电路板的制造不仅消耗大量的水和能量，而且产生对环境和人类健康有害的化学物质，而酸性蚀刻废液是蚀刻铜箔过程中产生的一种铜含量较高、酸度较大的工业废水。酸性蚀刻废液严重污染环境，影响水中微生物的生存，破坏土壤团粒结构，影响农作物生长。目前我国印制电路板制造企业有1200多家，酸性蚀刻废液排放量约为8kt/d，且还在逐渐增加。为此，我院于2007年在广东省科技厅的资助下，开展了酸性蚀刻废液环境友好型再生技术研究与设备的开发。目前已申请国家发明专利2项，其中授权1项，并已建立3条不同规模的示范线[1]。现将该技术的一般原理、工艺规范、技术优势和应用情况予以介绍。
二、一般原理[2、3]
以对铜离子氧化再生起选择性电催化作用的电极为阳极，以阳极与阳极液间的电位差为反应驱动力，使阳极表面的亚铜配离子氧化为铜配离子，实现蚀刻废液的再生；建立阳极液与阴极液间的铜浓度差，在化学势和电化学势的作用下，部分铜离子经由阳离子交换膜迁移至阴极区，从而使酸性蚀刻液的密度下降至一定的范围内，或者用阴极液辅助调节蚀刻再生液的密度，从而使酸性蚀刻液的化学组成、氧化还原电位及密度恢复如初。阴极区中的铜配离子经前置转换后，沉积出具有商业价值的铜粉。
阳极区反应：
2[CuCl3]2-+2Cl- 2[CuCl4]2- +2e （1）
2Cl- Cl2 +2e （2）
阴极区反应：
[CuCl4]2-+ Cu+2Cl- 2[CuCl3]2- （3）
[CuCl3]2- 2[CuCl2]-+ 2Cl- （4）
2[CuCl2]-+2e 2Cu+ 4Cl- （5）
2H++2e H2 （6）
其中反应（2）、（6）为副反应。
在电解再生过程中，亚铜氯配离子吸附在涂层钛阳极的表面，见图1，在铂族金属氧化物的催化下氧化为铜氯配离子，从而恢复蚀刻铜箔的能力。
三、基本工艺规范
尽管阳极表面析出氯气，且Cl2的标准电极电位为1.36V，可以氧化亚铜配离子，但因该化学反应为异相反应，化学再生效率低，具有污染环境的风险，所以酸性蚀刻废液宜采用控制电极电位法进行电解再生。
该基本工艺规范一般为：槽电压为4～5V，电解温度为42～45℃，阳极液与阴极液的流量比为2.5～3.0/1。
在酸性蚀刻液中，铜离子以具有不同稳定常数的氯配离子形态存在，即在阴极区可能因酸度不足，导致铜粉中夹杂无色氯化亚铜，因此阴极液的酸度保持在1.0mol/L以上。
四、与化学再生法的比较
目前，国内的化学再生方法主要包括氯酸钠溶液再生和双氧水再生，前者因性质相对稳定，操作安全，所以成为主流方法。现就电解再生法与氯酸钠溶液再生法作一比较，具体见表1。
五、应用实例
目前，已有2套新型酸性蚀刻废液再生及铜回收系统在惠州某电路板公司安装并运行，见图2。
我院在35年研制涂层钛阳极基础上，对其进行配方改良、工艺改进，研制出适宜于酸性蚀刻废液的关键电极材料，并已成功应用，见图3。
该系统的技术经济指标如下：
（1） 阳极电效95%；（2） 阴极电效80%；（3） 与化学再生法相比，可节约氧化剂、盐酸用量的75%以上；（4） 吨铜电耗为6000 kW.h。
经过一定时间的电解，得到的酸性蚀刻再生液和铜粉分别见图4和图5。
六、展望
酸性蚀刻废液是一种高铜含量、强酸性的工业废水，在倡导清洁生产、节能减排的背景下，对其进行绿色再生具有重要意义。尽管该技术所用离子膜性能有待完善，相应的系统一次性投资大，但其创造了清洁、安全的生产环境，和保证高且稳定的蚀刻速率，从而提升了印制电路板的蚀刻质量，因此该技术应用前景比较广阔。
参考文献：
[1] 蒋玉思，张建华，黄奇书等. 一种酸性蚀刻废液的电解再生方法[P].中国，CN 101532136，2009-9-16.
[2] 蒋玉思. 酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液再生方法评述[J].印制电路信息，2008，10：57-60.
[3] 雷一锋，蒋玉思. 膜电解法从模拟酸性蚀刻废液中回收铜粉[J].环境工程学报，2010，（4）12：2797-2800.
电解液范文3
例题1.用惰性电极进行电解,下列说法中正确的是()
A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液PH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液PH减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
解析:电解稀硫酸,实质上是电解水,硫酸的物质的量不变,但溶液的体积减小,浓度增大,故溶液PH减小,A不正确;电解稀氢氧化钠溶液,阳极消耗OH-,阴极消耗H+,实质上也是电解水,氢氧化钠溶液浓度增大,故溶液的PH增大,B不正确;电解硫酸钠溶液时,在阳极发生的反应是:4OH-+4e-=
2H2O+O2,在阴极发生反应2H++2e-=H2,由于两电极通电量相等,故析出H2与O2的物质的量之比为2∶1,C错;电解氯化铜溶液时,阴极反应为Cu2++2e-=Cu,阳极反应为2Cl-+2e-=Cl2,两极通过电量相等时,铜和氯气的物质的量之比为1∶1。
答案:D
例题2.相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液:
①CH3COONa;②NaHSO4;③NaCl;④C6H5ONa,按pH由大到小的顺序排列,正确的是()
A.④>①>③>② B.①>④>③>②
C.①>②>③>④ D.④>③>①>②
解析:溶液pH的大小由两种情况决定,一是电解质本身的电离,二是水的电离,而水的电离程度的大小又决定于盐类水解程度的大小。此类试题要求准确把握酸碱的相对强弱,充分依靠水解规律判析。
捷径:四种溶液可分成三组,②NaHSO4,电离显酸性,pH①,以此得答案A。
变式练习1.用惰性电极电解氯化铜与硫酸铜的混合溶液(浓度均为2mol/L)50ml,当阴极析出9.6g固体时,标准状况下阳极得到的气体是()
A.3.36L B.2.8L
C.6.72L D.4.48L
变式练习2.(2004年全国高考)PH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的PH>a,则该电解质可能是()
A.NaOH B.H2SO4
C.AgNO3 D.Na2SO4
例题3.25℃,电解1mol/L的硫酸铜溶液100ml,当电路中通过0.1mol的电子时,溶液的PH是:。若要使溶液恢复至原溶液,需加入 ,其物质的量是:。(在整个电解过程中,假设溶液的体积不变。)
解析:在未通电前,溶液中存在的离子有:Cu2+、H+、SO42-、OH-,电解过程中根据离子放电秩序,第一阶段放电,阳极:4OH-+4e-=2H2O+O2,阴极:Cu2+2e-=Cu;当电路中通过0.2mol电子时,铜离子放电完毕,其电解的就是水。现在电路中通过的电子式
0.1mol,所以铜离子还没放电完。根据电极反应式可以求得C(H+)=1mol/l,PH=0;在此过程中,脱离反应体系的是O2和Cu,最后加的物质肯定是CuO,其物质的量为0.05mol.
电解液范文4
关键词：电解质溶液；物料守恒；原始浓度；存在形式；书写方法
在电解质溶液的三种守恒关系即电荷守恒、物料守恒和质子（H+）守恒中，电荷守恒相对来说比较简单，学生容易掌握。质子守恒比较抽象最不好理解，但如果掌握了电荷守恒和物料守恒之后质子守恒也就不难把握。然而在教学中笔者发现部分学生没能正确写出物料守恒的式子，但有关电解质溶液的习题中经常要用到，下面以学生容易犯错误的几种现象，对物料守恒进行探讨。
一、物料守恒定义和守恒式子
物料守恒是指溶液中某一组分（或元素）的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和，也就是元素守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。例如，在0.1 molL Na2CO3溶液中，存在Na2CO3？圹2Na++CO32-，而CO32-发生如下水解反应：CO32-+H2O？圹HCO3-+OH-、HCO3-+H2O？圹H2CO3+OH-。由此可知，碳元素在溶液中以CO32-、HCO3-和H2CO3三种形式存在，又因为CO32-（或C）的原始浓度为0.1 molL，所以得出物料守恒式子即c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1 molL（特定元素的微粒守恒），而Na+始终不变即c（Na+）=0.2 molL，从而建立Na2CO3溶液中物料守恒式子为c（Na+）=2c（HCO3-）+2c（CO32-）+2c（H2CO3）（不同元素间形成的特定微粒比守恒）。在教学中教师必须反复强调定义，并结合实例评析才能易于学生领会。
二、两种常见错误的物料守恒式子评析
1.没有弄清物质在溶液中的存在形式
如，0.1 molL NaHCO3溶液中，有少数学生写出的物料守恒式子为c（Na+）=c（HCO3-）+c（H2CO3）（错误）。正确分析为：在溶液中，NaHCO3？圹Na++HCO3-，HCO3-在溶液中存在如下平衡：HCO3-+H2O？圹H2CO3+OH-和HCO3-？圹CO32-+H+，所以碳元素在溶液中以HCO3-、H2CO3和CO32-三种形式存在，又因为HCO3-（或C）的原始浓度为0.1 molL，所以得出NaHCO3溶液中物料守恒式子为c（Na+）=c（HCO3-）+c（H2CO3）+c（CO32-）。
2.没有弄清楚不同元素间形成的特定微粒比
如，Na2S溶液中的物料守恒写成c（Na+）=c（S2-）+c（HS-）+c（H2S）（错误），正确分析为：在Na2S溶液中，Na2S？圹2Na++S2-，S2-+H2O？圹HS-+OH-、HS-+H2O？圹H2S+OH-，因此S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在，但无论如何，Na原子的物质的量总是S原子物质的量的2倍，根据定义得出c（Na+）=2[c（S2-）+c（HS-）+c（H2S）]=2c（S2-）+2c（HS-）+2c（H2S）。对于此类没有给出物质的量浓度的电解质溶液，学生比较容易弄错，此时我们可以假设Na2S的物质的量浓度为0.1 molL，再结合Na2S溶液中电离方程式以及水解方程式就可正确得出物料守恒式子。
三、书写物料守恒式子的方法和步骤
第一步：正确写出电解质在溶液中的各种方程式。如，K3PO4溶液中存在如下方程式：（1）K3PO4？圹3K++PO43-，（2）PO43-+H2O？圹HPO42-+OH-，（3）HPO42-+H2O？圹H2PO4-+OH-，（4）H2PO4-+H2O？圹H3PO4+OH-。
第二步：根据步骤一写出特定元素（P）的守恒式子。假设K3PO4溶液的浓度为0.1 molL，则得出c（PO43-）+c（HPO42-）+c（H2PO4-）+c（H3PO4）=0.1 molL。
第三步：写出不同元素间形成的特定微粒比守恒。由步骤二和步骤一中的（1）知，c（K+）=0.3 molL，从而建立c（K+）=3c（PO43-）+3c（HPO42-）+3c（H2PO4-）+3c（H3PO4）。
以上步骤一是关键，步骤二对部分学生来说有难度，若漏掉其中一个方程式都有可能导致结果错误。当然，有些电解质溶液不仅存在水解平衡，还可能存在电离平衡，如本文前述提到的NaHCO3溶液以及其他的弱酸的酸式盐溶液，书写物料守恒式子时一定要全部考虑才能避免错误。
物料守恒在很多电解质溶液的习题中经常考到，教师在教学中应注意抓住学生犯错误的原因并及时引导，使他们熟练物料守恒式子，并将其与电荷守恒式子联立得出质子守恒式子，这样就可解决电解质溶液许多问题，因此，教师在教学中必须加强学生对物料守恒式子的书写。
参考文献：
电解液范文5
关键词：磷酸铁锂电池；电解液；溶剂；低温
1.前言
1.1磷酸铁锂简介
磷酸铁锂是1998年由goodenough发明，经过科研人员的不懈努力，特别是最近几年的发展，合成该材料的技术成熟度已经大大提高，科研人员通过碳包覆和材料改性方面的试验研究成功改善了它的导电性，使其能够应用于动力电池中。该材料由于成本低，安全性好，技术较为成熟而得到了广泛的应用。
1.2新能源汽车对电池低温的要求
新能源汽车对锂离子电池的电化学性能（例如充放电效率、倍率性能、安全性能等）提出了更严格的要求，同时要求新型的锂离子电池相对传统锂离子电池要有更宽的温度使用范围；在低温性能方面，传统锂离子电池已不能满足动力电池的使用要求。
1.3匹配体系
针对市场上比较主流的正负极材料进行有针对性的开发，正极为深圳德方纳米磷酸铁锂（型号DY-2），负极为杉杉科技的人造石墨（型号CAG-3），该两款型号的材料有利于发挥电解液的低温性能且比较稳定。
2.试验
2.1电解质盐的选择
对于不同的锂盐，电导率排序为LiAsF6>LiPF6>LiC104>LiBF1；但LiAsF6毒性比较大，一般都不采用此种锂盐。现阶段市场上普遍使用的锂盐是LiPF6，此种锂盐技术成熟，使用量大，价格也随着国内产量的释放而逐步下降。本次开发的动力电池电解液主盐还是选用LiPF6。
锂盐的浓度对电解液的电导率影响很大，电解液的电导率与锂盐浓度成正比，与溶剂的黏度成反比。锂盐浓度较低时，溶剂化锂离子对锂盐浓度起主要作用，电导率随着里盐浓度的增加而上升；锂盐浓度较高时，随着锂盐浓度的增加，电解液黏度变成主要影响因素，黏度增加导致Li+迁移速度降低，使电解液电导率下降。所以，电解液的电导率随着锂盐浓度的增大会出现一个极大值。
根据研究，采用六氟磷酸锂盐的电解液一般以1mol/L的锂盐浓度为宜，此时，电解液的常温电导率最大。为了试验锂盐浓度对电解液性能的影响，我们配置了两种锂盐浓度的电解液，①lmol/LLiPF6；②1.2mol/L LiPG6；溶剂组分和配比相同，皆为EC/DMC/EMC=1：1：1（质量比）。下表是两种电解液在不同温度下的电导率测试结果。
从测试结果可以看出，②号电解液的电导率低于①号电解液。我们制作了10Ah磷酸铁锂电池测试了电池的常温和低温放电性能，结果见表2：
从测试结果可以看出，②号电解液的低温放电性能不如①号电解液，但常温大倍率放电能力好于①号电解液。根据测试结果可以分析，当需要常温大倍率放电是，应该提高电解质盐的浓度，低温小倍率放电时，稍低浓度的电解质盐放电性能更好。鉴于我们对低温性能的需求，我们将电解质盐浓度定为1mol/L。
2.2溶剂组分研究
2.2.1不同溶剂体系电导率试验
现阶段电解液溶剂主要由碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）等有机溶剂组成，这些有机溶剂形成的溶液对锂盐有较好的溶解性，在常温下电导率能满足锂电池的使用要求。但在低温下，使用该种体系的电解液电导率会急剧下降，在某些情况下甚至会凝固分层形成胶体，这些现象的出现会导致电池无法进行充放电，严重影响电池的使用。基于现在面临的问题，我们对电解液的组分进行了重新的设计。
EC与负极材料的相容性好，成膜效果好且介电常数高，作为基础溶剂能与其他溶剂互溶，EC在现有的电解液体系中不可或缺。DMC的加入可以提高电解液的电导率，EMC的黏度较低，且与负极材料匹配性较好，加入EMC可以在一定程度上改善电解液的低温性能。
为此，我们通过对溶剂的筛选和研究，寻找具有比现有溶剂的熔点更低并且具有良好正负极兼容性和电化学稳定性的有机溶剂。从下表中的电导率数据可看出，两元溶剂的组分含DMC溶剂的电导率较高，但DMC加入量过多易导致电池胀气，并且电池循环性能不好。所以现阶段电解液的组分一般是以EC/DMC/MC为基础，我们测试了不同配方电解液在常温下和低温下的电导率（单位为mS/cm），结果如下表3：
碳酸丙烯酯（PC）的熔点较低（-49℃），液相范围宽，是一种比较好的低温共溶剂。由于在充放电过程中PC容易嵌入层状石墨导致其剥离，所以以前电解液中不常使用，现在由于负极改性和包覆技术的发展，人造石墨类负极可以和少量PC兼容，所以PC已经可应用于电解液中。从上表中电导率数据可看出，PC的加入可以提高电解液的低温电导率，并且随着PC比例的提高，电解液的电导率也有所提高。DMC的加入可以提高电解液的常温电导率，但在PC存在的条件下，溶剂中DMC比例的增加对低温电导率没有改善作用。
从表3可以得出，配方EC/DMC/EMC2：3：5（w/w）比配方EC/DMC/EMC1：1：1（w/w）具有更好的低温电导率。配方中加入PC可以提高电解液的低温电导率，并且Pc含量增大，低温电导率也相对提高。
我们筛选出了一些电化学稳定性较好的直链有机溶剂，这类溶剂能与环状碳酸酯类溶剂互溶，两者配合使用可降低体系的黏度。通过对比最终发现羧酸酯类有机溶剂具有很低的熔c和比较宽的液相范围，黏度较低，具有应用于低温电解液溶剂的潜力。下表4是低温电解液可选溶剂的理化参数。
为了研究羧酸酯类溶剂的加入对电解液电导率的影响，我们采用了基础配方EC/DMC/EMC2：3：5 w/w，后面简称为Base。在基础配方上分别添加乙酸乙酯（EA）、丙酸乙酯（EP）、丁酸乙酯（EB）形成体积百分含量分别为20%或30%的配方，测量常温和低温下的电导率（单位为mS/cm），结果如下：
从表5可看出，羧酸酯类溶剂的少量加入会稍稍降低电解液的常温电导率，但却可以提高电解液在低温下的电导率。其中，加入EA含量为20%（v%）的电解液相比加入其它羧酸酯类溶剂的电液具有最高的常温和低温电导率。
2.2.2黏度和冰点测试
本次试验黏度测试采用武汉松涛分析仪器有限公司的ST265-2F运动黏度测定器进行，测试时样品恒温至15℃。冰点测试采用武汉松涛分析仪器有限公司的ST0090-2l动机冷却液冰点测定器进行，测定时对样品不断搅拌以使样品降温度均匀。
2.2.2.1试验方法
黏度试验根据标准GB/T265-88，选择适合的毛细管，计算测试样品依靠自身重力从上刻度线下落到下刻度线标识所耗费的时间，时间精确到毫秒，把时间换算成秒，然后乘以毛细管的系数，就得到了运动黏度数据，单位是mm2/s。
冰点测试是在玻璃管中加入固定体积（液面加至刻度线上）的待测液体并不断搅拌，玻璃管放人低温液浴中，同时制冷机制冷不断降低玻璃管中液体的温度，待管中液体凝固结晶时的温度即为冰点。
2.2.2.2测试现场照片
2.2.2.3试验结果及分析
本次试验一共准备了不同溶剂不同配方的六个电解液溶剂，电解液样品。通过测试，我们得到了不同电解液的黏度和冰点数据。样品情况和测试结果见下表6。
为了降低电解液的冰点和黏度，提高低温电导率，我们向电解液体系中引入了一些低温溶剂。低温溶剂的性质见表7：
从实验结果可以看出，在不加电解质盐的情况下，随着低熔点溶剂（2#EMC、3#EA）的加入，电解液溶剂体系的冰点随之降低。多元组分的溶剂体系中组分越多，越利有于降低电解液溶剂体系的冰点。在溶剂体系中熔点低的溶剂降低冰点的效果要好于熔点高的溶剂。不加电解质盐的情况下，溶剂中高熔点的组分会优先结晶析出，出现分层结晶现象（见图3）。加了电解质盐后，电解液体系会有一个共熔点（数值等于冰点），即完全融化的最高温度，电解液会在某一温度全部凝固（见图4图5）。
从黏度测试结果可以得到，低黏度组分的加入可以降低电解液体系的黏度，并且黏度会随着低黏度组分的增多而进一步降低，这也有利于低温下电解液低温放电性能的提升。
从测试可以得到，我们在EC/DMC的基础上，引入EMC/PC/EA等溶剂后，电解液的冰点和黏度都有所降低，5#配方的冰点较6#常规电解液配方降低了11.4℃，黏度降低了0.158。新型低温溶剂的引入起到了良好的效果。
2.3低温添加剂
2.3.1添加剂选择
在低温下，电池材料内部的离子传输速率会降低，同时在电极材料界面，特别是电解液一负极材料界面问的阻抗会增大。这是由于低温下SEI膜阻抗会增大，普通电解液形成的SEI膜较厚，对低温下电池的放电性能有不良影响。
卤代溶剂由于卤素原子的强吸电子效应，能够增大溶剂的还原电位。在卤代溶剂结构上引入F原子，分子内的氢键增多，能降低溶剂的熔点，使溶剂体系具有较宽的液相范围。所以氟代采用碳酸乙烯（FEC）会有效降低电解液在负极初次嵌锂的分解，减少分解反应中消耗的Li，进而提高充电效率。我们决定把FEC加入电解液，评价FEC在负极的成膜状况和对电池低温阻抗的影响。
在基础配方Base的基础上分别加入FEC，形成FEc含量（v%）为1%、2%、3%的电解液。本试验采用CAG-3负极制作扣式半电池对比测试不同添加剂比例方案的电化学性能。扣电制作流程如下：负极称料-混料-涂布-烘干-裁片-压片-称重-扣电装配。
2.3.2扣式电池试验结果及分析
对不同FEC含量的电解液进行了电化学阻抗测试（EIS）。从图6可看出，含FEC1%的电解液不管在常温和低温下都有最低的阻抗，含FEC3%的电解液阻抗急剧增大，含FEC2%的电解液阻抗增大明显，但增大的程度小于FEC3%的电液。
采用电化学工作站软件生成模拟电路图，模拟构成扣式半电池电阻的各部分阻抗值大小，得到了电池内欧姆阻抗（Rs）和（Rsei）膜阻抗的数值。
阻抗模拟结果得到的数值和EIS测试结果一致，当FEC含量为1%时，电池内部的欧姆阻抗和SEI膜阻抗最小。
从图8可以看出，含FECl%的电液充放电效率最高，首次充放电效率能达到87%，这进一步证明了FEC成膜性能的优异性。
2.4配方定型
综合以上试验结果，我们得到了以EC/DMC/EMC2：3：5fw/w）为基础配方，加入Pc的量一般控制在5%（v%），以避免PC含量过大分解后对石墨类负极的剥离作用。此外根据前期的研究结果，添加剂碳酸亚乙烯酯（VC）和亚硫酸乙烯酯（Es）能够在负极表面形成稳定的SEI膜，降低电解液溶剂的分解例。VC的加入量以2%（体积比）为宜。最终设计形成的配方为LPF 1M/L EC/DMC/EMC 2：3：5（w/w）PC 5%（v%）EA 20%（v%）FECl%（v%）VC2%（v%），下面简称为DFCV-D1。
2.5扣式电池试验
分别采用基础配方电解液和DFCV-D1电解液装配负极半电池。负极半电池经过15次充放电循环后，我们对其进行电化学阻抗测试。其从图9可以看到，经过循环后，此时EIS测试图出现两个半圆，其中前一个为SEI膜形成产生的锂离子传导阻抗。测试结果表明，采用DFCV-D1电解液的电池循环后的阻抗大大减小（蓝色部分），电解液在CAG-3负极上的成膜性得到很大改善。
从充放电的测试结果来看，采用DFCV-D1配方电液的电池放电容量提高了11 mAh/g，首次效率提高了11%。
针对自主合成的低温电解液DFCV-D1和CAG-3负极的匹配性进行了测试，SEI膜成膜明显，半电池阻抗测试明显降低。低温放电测试表明，低温放电容量高于常规配方电液，且低厝萘勘3致侍岣5%。
2.6低温性能试验
用CAG-3负极制备扣式电池，分别采用DFCV-D1电解液和基础配方电解液。常温充满电的情况下，以0.5C放电测试放电比容量。然后充满电，再在低温（-20℃）条件下以0.5C的电流进行放电测试，测试低温放电比容量。放电比容量测试结果见图7，结果表明采用DFCV-D1电液的电池低温放电比容量最高，可达常温放电容量的77%。
2.7全电池试验
采用DFCV-D1电解液，制作10Ah磷酸铁锂电池单体评价电解液的性能。
从图11中的常温倍率性能测试结果可以看到，DFCV-D1能够进行40C大倍率放电，放电保持率能达到64%，能够满足启动电源大倍率要求。
图9是采用DFCV-D1电液的电池在低温下的放电性能曲线图，测试时在常温充满电后，在零下20度条件下静置20h，然后0.3C和5.5C倍率放电。结果显示放电容量保持率71%，5.5C放电容量保持率53.5%，而TC-8053电液5.5C倍率放电容量保持率为51.4%，低温大倍率放电性能优于市场上的TC-8053低温电解液。
从上表中的2c充5c放电可看到循环500次容量保持率能达到89%，表明电解液能够适应长期大倍率工作。
3.结果与讨论
针对DY-2磷酸铁锂正极材料，匹配CAG-3人造石墨负极，成功开发了一种低温电解液。电导率测试表明，加入碳酸丙烯酯（Pc）和羧酸酯溶剂后电解液的低温电导率得到了提高，-20%时电导率可达4.02mS/cm；
电解液范文6
关键词：精铝电解槽;停电;应对措施
三层液精铝电解法是1901年美国首先提出的，1922年使用电解质操作成功，1932年法国开发出低熔点的氟化物的混合电解质并成功地制出99.99%的精铝，日本于1941年住友化学公司独立开发氟化物电解质，开始制造99.99%的精铝。
三层液电解法是利用精铝、电解质和阳极合金的密度差形成液体分层，在直流电的作用下，熔体中发生电化学反应。其工艺流程如下：
由工艺流程可以看出，三层液精铝电解槽必须通入连续且强大的直流电。其目的一是利用它的热量将冰晶石融化呈融状态，并保持恒定的电解温度;二是实现电化学反应，保持三层液的分层，防止混层的现象，从而得到铝液。因此，精铝电解槽一旦停电，则能量收入中断，电解过程立刻停止，而精铝电解槽系统的热量仍然通过传导、对流和辐射方式继续散失，使系统内温度下降。精铝生产时，一般在720℃―800℃的操作温度下，利用阳极合金、电解质以及阴极精铝液间的密度差，使之始终保持着三层液体的状态，而精铝的电解本身就比普铝电解的温度低，普铝生产中，电解质温度一般都控制在945℃―960℃，只比电解质初晶的温度高出10℃―15℃，一旦降温，熔融的电解质将瞬间沉积到炉底或炉帮上。此时，即使恢复供电，全系列精铝电解槽也只是出于焙烧阶段，然后经二次启动才能渐渐恢复生产，导致人力、物力、财力的浪费和电流效率大幅度的降低，造成重大损失。所以说，停电一次不得超过“半小时”―精铝电解的生命，否则，将会对系列生产产生重大不良影响。
一、停电原因
主要的原因在于供电电厂设备机组的不稳定性，而且频繁的机组之间的倒闸操作，据分析，一般的停电时间均在1个小时左右，但是为了防止不可预见的因素，分厂要求按停电一个半小时来采取措施。
二、应对措施
（1）改变出铝时间和出铝量，在停电操作过程中，不出铝，减少精铝电解槽的热量损失。（2）加装保温棉被，用耐火的石棉对精铝电解槽实施保温措施。
三、停电后槽温变化情况
为了检测以上采取措施是否有效，我们随机抽取了三台精铝电解槽，对其停电前后的电解质温度进行了测量，其结果见下表：
从表中看出，精铝电解温度随停电时间增长而降低，递降速度平缓，这反映出所采取的保温措施较好，通电的电解质仍然以液态形式存在，完全可以保证送电后精铝电解槽迅速恢复生产。
