为什么锂离子电池不能用水作为电解液溶剂？

  目前商用的锂电池均采用有商用锂离子电池使用有机电解液（如碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC等）它们具有许多优点，比如：宽电化学窗口（≥4.5V），可匹配高电压正极材料；化学稳定性高，与电极材料兼容性好；促进 SEI膜形成，保护负极并抑制副反应；适应宽温度范围 (-20~60°C）。

  但是随着环保理念深入人心，水性体系电解液作为一颗冉冉升起的新星，备受瞩目。它以水为介质，成本低廉且环保无污染，契合当下可持续发展的时代潮流。那为什么电解液不能用水为溶剂呢？主要是有以下原因。

1、水的电化学窗口窄，水的理论分解电压仅为 1.23 V（在标准条件下），而锂电池的工作电压通常在 3~4 V以上（如钴酸锂、三元材料等）。当电池电压超过水的分解电压时，水会发生电解产生气体。

2、水与锂盐及正极材料的化学反应，常用锂盐（如LiPF₆）遇水会水解生成 HF（氢氟酸），腐蚀电极材料和集流体。并且正极材料（如层状氧化物）在含水环境中会发生 结构坍塌或过渡金属离子溶出（如Mn、Co溶解），导致容量衰减。

3、水的导电性差，水虽然自身导电，但无法有效溶解足够的锂盐（如LiPF₆在有机溶剂中溶解度更高），导致 离子电导率不足，水的高极性可能阻碍锂离子的溶剂化与迁移，影响电池的高倍率性能。

4、低温与高温性能受限，水在0°C以下结冰，导致电解液凝固，电池无法工作。水的高蒸气压易导致电池膨胀甚至破裂。

  小结：水因电化学窗口窄、副反应剧烈、安全性差等问题，无法作为高电压锂电池的溶剂。