Ön elektrolitok (ionos vezetők)
HIT elektrolitok (ionos vezetők). Oldatok vagy olvadékok elektrolitok lehetnek elektrolitok ionos vezető (második fajta). Ezeket magas ionos vezetőképesség, a fizikai és kémiai stabilitás, alacsony korróziós és reakcióképesség (és még jobb - inert tulajdonságának) tekintetében az elektródok, és a szerkezeti anyagok.
Az elektromos vezetőképesség az ionos karmester. A fajlagos elektromos vezetőképesség határozzuk δ megoldások és ion mobilitás (azaz, azok sebessége egy egység az elektromos mező ..), azok koncentrációja és az töltés Z:
Általában az eljárás során a különböző töltésű ionok szállítása oldatban. Ratio villamos energia mennyisége által szállított ionok az egyik jele az úgynevezett számú ion szállítás és határozza meg az egyenlet t
szerelvények elektromos vezetőképessége megoldások és olvad jelentősen növeli a hőmérsékletet. Hőmérsékletfüggése a vezetőképesség és egy aktiváló képességgel, általában le az Arrhenius-egyenlet
ahol EA - aktiválási energiája vezetési; δ0 - állandó. Vezetőképesség aktiválási energiája vizes oldatok értéke 8 és 16 kJ / mól. Bizonyos (viszonylag szűk) hőmérséklet-tartományban, például függőség lehet tekinteni, mint megközelítőleg lineáris megközelítőleg állandó hőmérsékletet vezetőképesség együttható # 8710; δ:
Általános tulajdonságai elektrolit oldatok.
A legtöbb megoldás, van egy bizonyos határ a koncentráció, amelyben az oldat termodinamikai egyensúlyban a tiszta anyag. Solutions, korlátozó koncentráció nevű telített, és telített oldhatóságot koncentrációt nevezzük. Jellemzően, az oldhatóság növekszik a hőmérséklet növekedésével, a hőmérsékletfüggését oldhatóságát különböző anyagok változik széles tartományban.
A legmodernebb Hit, mint elektrolit vizes oldatokat alkalmazunk. Ugyanakkor az elmúlt években egyre nagyobb igénybe éppen alapul nemvizes elektrolitok, főleg szerves oldószereket. A tulajdonságai használt oldószerek a kereskedelmi forgalomban kapható, vagy fejlesztés alatt HIT vannak megadva P. melléklet 12.
Víz megoldások elektrolitok. A legmagasabb elektromos vezetőképesség van vizes oldatok savak és lúgok, amely által okozott specifikus (Token) mechanizmusa migráció hidrogén-ionok és a hidroxid. Ezért a fő típusú elemeket alkalmazunk az elektrolit oldatok kénsav (ólomakkumulátort) és kálium-hidroxid (nikkel-kadmium, nikkel-vas, nikkel-hidrogén és a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok).
A függőség a villamos vezetőképessége megoldások kénsav és kálium-hidroxid-(kálium-hidroxid) a koncentrációjuktól különböző hőmérsékleteken ábrán látható. 1.3.1 és táblázat. P.13.1 és P. 13,2 alkalmazások P. 13. Az x tengely ábrán. 1.3.1 ábrázoltuk az értékek a tömeg aránya (százalékban), és a moláris koncentrációja az oldatok, valamint azok sűrűsége (20 ° C-on). Koncentráció függése az elektromos vezetőképesség magas miatt jelentős csökkenését ion mobilitás növekvő koncentrációjú oldatok [1.3.1].
Emellett a kénsav is használják HIT foszforsav (H3P04), fehérítő (NS104), és a fluor-bórsavas (HBF4) sav és a kálium-hidroxid-oldatokat alkalmazunk (korlátozott mennyiségben) oldatok nátrium-hidroxid és lítium-hidroxid. Jelentős hátránya a lúgos oldatok az ő kölcsönhatás a szén-dioxid (karbonizáció), amely egyike a komponensek a levegő, és emellett, lehet egy lebomlásának terméke (oxidációját) elválasztó anyagok, szerves adalékok az elektrolitban és m. P.
Bizonyos HIT elektrolitként só oldatokat alkalmazunk, elsősorban a kloridok, így kloridok cink, ammónium, magnézium. A láthatatlan tengeri növekedési HIT elektrolit tengervíz (körülbelül 3%-klorid-oldattal).
Nemvizes elektrolit oldatok. A fő célja a nem-vizes oldatok - van az elektrolitokat az elektrokémiai cellák egy lítium negatív elektród. Hogy a csere vizes oldatok (ahol a lítium reagáltatjuk a nagy sebességű víz hidrogén fejlődése) a nemvizes (aprotikus) oldatokat hagyjuk létre lítium akkumulátorok.
A lítium-sejtekben alkalmazott szerves és szervetlen nem-vizes elektrolitok. A szervetlen elektrolitok a legszélesebb körben alkalmazott megoldások tionil-kloridban (S0C12). Szerves elektrolitok - lítium-sók egy vegyes szerves oldószerek (táblázat P.13.3 alkalmazástól és a tételtől 13.4 13.4 PA.). Elfogadható oldhatósága az ilyen oldószerek rendelkeznek sók komplex anionok a típusa [ax4]
ahol a képletben X = F és ritkábban C1 és A = P, As, B, A1. Leggyakrabban használni lítium-perklorátot (LiC104), lítium-tetrachloroaluminate (LiAlCl4), lítium-tetrafluor-borátot (LiBF4), lítium-hexafluoro-foszfát (LiPF6) és lítium-hexafluor-arzenát (LiAsF6). Elszaporodtak sók - származékok perftoralkilsulfokislot, ideértve a lítium-trifluor-metil-( „triflát lítium», LiCF3S03), bisz-trifluor-metil--mid lítium ( „imid», Li [N (CF3S02) 2]), és trisz-triftormetilsul-fonilmetid lítium ( „metid lítium», Li [C (CF3S02) 3]), és ezek származékai.
A villamos vezetőképessége nemvizes elektrolit 1-2 nagyságrenddel alacsonyabb, mint a vezetőképesség vizes oldatok savak és lúgok. Ez annak köszönhető, hogy a viszonylag alacsony oldhatósága és alacsony disszociációs mértéke sók aprotikus oldószerekben. Példaként, a táblázatban. P.13.3 és tétel melléklet 13.4 P. 13 adatokat mutatja az elektromos vezetőképessége bizonyos nem-vizes elektrolitok.
A keveréket általában egy vizes oldószer. Az egyik komponense ezt a keveréket - ez egy oldószerben egy viszonylag magas dielektromos állandó, mint például propilén-karbonát vagy etilén-karbonát. Egy másik komponens egy alacsony viszkozitású, mint például dimetoxi-etán. sóoldatok ilyen kevert oldószerek mutatnak megnövekedett elektromos vezetőképesség. Például, a maximális villamos vezetőképessége oldatok lítium-perklorátot hőmérsékleten 25 ° C-on figyelhető keverékében 42% propilén-karbonát és 58% dimetoxi-etán.
A növekvő hőmérséklet, elektromos vezetőképességét aprotikus elektrolitok általában növeli, de vannak példák a bonyolultabb hőmérsékletfüggése vezetőképesség (függetlenség visszavezethetõségre csökkentéséről hőmérséklet növelésével).
Részletesebb tulajdonságait a nemvizes elektrolit oldatok vannak adva az monográfiák [1.3.2-1.3.5].
Az olvadt elektrolit. A villamos vezetőképesség ionos megolvasztja nagyon magas, mivel mind a sokkal nagyobb koncentrációban ionok összehasonlítva a megoldások (nincs oldószer) és a magasabb üzemi hőmérsékletek. A olvadáspontja legtöbb ionos só száz fok; csökkentő működési hőmérséklet az elektrolit általában sók keveréke, amelynek alacsonyabb olvadási hőmérsékletű, mint az egyes komponensek.
Aktiválási energiája ingerületvezetési ion kicsi, és összege 4,8 kJ / mol [1.3.6]. Néhány közelítése a hőmérsékletfüggését vezetőképessége az olvadék lehet leírni nem exponenciális, és másodfokú egyenletek
Az értékek a együtthatók a, b és c valamilyen olvadt elektrolit táblázatban adjuk. P. 13,5 alkalmazások P. 13.