Introduzzjoni tal-Formulazzjoni tal-Elettrolit tal-Batterija tal-Lithium Ion

L-elettroliti tal-batterija tal-jone tal-litju huma elettroliti likwidi mhux milwiema magħmula minn solventi organiċi u melħ tal-litju elettrolit. Naturalment, hemm elettroliti solidi. Minn liema huma magħmula? Ejja nagħtu ħarsa.

1. Elettrolit tal-batterija tal-jone tal-litju likwidu

L-għażla tal-elettrolit għandha impatt kbir fuq il-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju. Għandu jkun kimikament stabbli, speċjalment mhux faċli biex jiddekomponi f'potenzali ogħla u ambjenti ta 'temperatura ogħla, u għandu konduttività jonika ogħla (GG gt; 10-3s) / cm), u għandu jkun inert għall-anodu u l-materjali tal-katodu, u ma jistax jissaddadhom.

Imluħa konduttivi jinkludu LiCIO4, LiPF6, LiBF6, LiA SF6 u LiOSO2CF3, u l-konduttività elettrika tagħhom hija fl-ordni ta ’LiAsF6> LiPF6> LiCIO4> LiBF6> LiOSO2CF3. LiClO4 huwa suxxettibbli għal problemi ta 'sigurtà bħal splużjoni minħabba l-ossidabilità għolja tiegħu, li ġeneralment hija limitata għal studji sperimentali; LiAsF6 għandu konduttività jonika għolja, purifikazzjoni faċli u stabbiltà tajba, iżda fih As tossiku, u l-użu tiegħu huwa ristrett;

LiBF6 għandu stabbiltà kimika u termika fqira u konduttività elettrika baxxa. LiO SO2CF3 għandu konduttività elettrika ħażina u għandu effett korrużiv fuq l-elettrodu, għalhekk rarament jintuża; għalkemm LiPF6 se jgħaddi minn reazzjoni ta 'dekompożizzjoni, għandu konduttività jonika għolja, għalhekk il-jone tal-litju kurrenti Il-batterija bażikament tuża LiPF6. Bħalissa, ħafna mill-elettroliti użati f'batteriji kummerċjali tal-jone tal-litju jużaw LiPF6 EC2DMC, li għandu konduttività jonika ogħla u stabbiltà elettrokimika aħjar.

2. Elettrolit solidu

L-użu dirett tal-litju metalliku bħala materjal anodu għandu kapaċità riversibbli għolja, il-kapaċità teoretika tiegħu hija għolja daqs 3862mAh-g-1, li hija aktar minn għaxar darbiet dik tal-materjali tal-grafita, u l-prezz huwa aktar baxx. Huwa meqjus bħala l-iktar ġenerazzjoni ġdida attraenti ta 'batteriji tal-jone tal-litju. Il-materjal tal-anodu, iżda se jipproduċi litju dendritiku. L-użu ta 'elettrolit solidu bħala konduzzjoni tal-jone jista' jinibixxi t-tkabbir tal-litju dendritiku, u jagħmilha possibbli li l-litju metalliku jintuża bħala materjal ta 'anodu. Barra minn hekk, l-użu ta 'elettrolit solidu jista' jevita n-nuqqasijiet ta 'tnixxija ta' elettrolit likwidu, u l-batterija tista 'ssir irqaq (0.1mm biss ħoxna), densità ta' enerġija ogħla, u volum iżgħar ta 'batterija ta' enerġija għolja.

L-elettrolit tal-polimeru solidu għandu l-karatteristiċi ta 'flessibilità tajba, proprjetajiet li jiffurmaw il-film, stabbiltà u spiża baxxa. Jista 'jintuża bħala separatur bejn elettrodi pożittivi u negattivi u bħala elettrolit għat-trasferiment tal-joni.

Elettroliti tal-polimeru solidu ġeneralment jistgħu jinqasmu f'elettroliti polimeri solidi niexfa (SPE) u elettroliti tal-polimeru tal-ġell (GPE). L-elettrolit tal-polimeru solidu SPE huwa prinċipalment ibbażat fuq polyethylene oxide (PEO). L-iżvantaġġ tiegħu huwa li l-konduttività tal-jone hija baxxa, li tista 'tilħaq biss 10-40cm f'100 ° C.

Iż-żieda ta 'solvent organiku likwidu b'kostant dielettriku għoli u piż molekulari baxx bħal PC mal-elettrolit tal-polimeru solidu jista' jtejjeb ħafna s-solubbiltà tal-melħ konduttiv. L-elettrolit iffurmat huwa l-elettrolit tal-polimeru tal-ġell GPE, li għandu temperatura għolja f'temperatura tal-kamra. Konduttività jonika, iżda fil-proċess tal-użu, se toħroġ u ssir invalida. Ġew kummerċjalizzati batteriji tal-jone tal-litju tal-polimeru tal-ġel.

3. Elettrolit tal-ġell

Il-komponenti ewlenin tal-elettrolit tal-polimeru tal-ġell huma bażikament l-istess bħall-elettrolit organiku likwidu, ħlief li l-elettrolit organiku likwidu huwa assorbit fuq il-matriċi tal-polimeru tal-ġell. Għalhekk, minbarra l-kundizzjonijiet ta 'hawn fuq, għandu jkollu wkoll l-adeżjoni bejn il-materjal attiv tal-elettrodu Adeżjoni tajba, is-solventi kollha huma ffissati fil-matriċi tal-polimeru, m'hemm l-ebda solvent organiku ħieles, biex tiġi żgurata l-ebda tnixxija, prestazzjoni tajba tal-liwi u mekkanika għolja saħħa.

L-elettrolit tal-batterija tal-jone tal-litju għandu jissodisfa:

Jone tal-Litju għandu konduttività għolja, li hija 3 × 10-3 ~ 2 × 10-2S / cm f'firxa wiesgħa ta 'temperatura;

B għandu tieqa elettrokimika wiesgħa, jiġifieri, hija stabbli f'firxa wiesgħa ta 'vultaġġ (għal batteriji tal-jone tal-litju, għandha tkun stabbli f'4.5V) mingħajr reazzjoni ta' dekompożizzjoni, jiġifieri, għandha stabbiltà tajba ta 'ossidazzjoni.

C huwa kimikament stabbli, jiġifieri, bażikament ma jirreaġixxix mal-materjali tal-elettrodu tas-sistema tal-batterija bħall-elettrodu pożittiv, l-elettrodu negattiv, il-kollettur tal-kurrent, is-separatur, u l-kolla;

D huwa garantit li jkun likwidu f'firxa wiesgħa ta 'temperatura, ġeneralment jittamaw li l-firxa tat-temperatura hija -40 ~ +700C

E għandu proprjetajiet tajbin ta 'solvazzjoni għall-joni;

F mhux tossiku, pressjoni baxxa tal-fwar, sikur biex jintuża;

G jista 'jippromwovi r-reazzjoni riversibbli tal-elettrodu kemm jista' jkun, u għandu kompatibilità tajba mal-elettrodu;

H huwa faċli biex titħejja u bi prezz baxx.