Math electroly batri ïon lithiwm
1.1 electrolyt hylif
Mae'r dewis o electrolyt yn dylanwadu'n fawr ar berfformiad batris ïon lithiwm. Rhaid iddo gael sefydlogrwydd cemegol da, yn enwedig ar botensial uwch ac amgylcheddau tymheredd uwch, ac mae ganddo ddargludedd ïonig uwch (> 10-3). ? S / cm), a rhaid iddo fod yn anadweithiol i'r anod a deunyddiau cathod, ni all eu gorchuddio. Gan fod gan y batri ïon lithiwm botensial uchel o ran gwefr a gollwng a bod y deunydd anod wedi'i fewnosod â lithiwm sy'n weithredol yn gemegol, rhaid i'r electrolyt ddefnyddio cyfansoddyn organig ac ni all gynnwys dŵr. Fodd bynnag, nid yw dargludedd ïonig mater organig yn dda, felly ychwanegir halen dargludol hydawdd at y toddydd organig i gynyddu'r dargludedd ïonig. Ar hyn o bryd, defnyddir batris lithiwm-ion yn bennaf fel electrolytau. Mae'r toddyddion yn sylweddau organig anhydrus fel EC, PC, DMC, DEC, ac mae'r rhan fwyaf ohonynt yn defnyddio toddyddion cymysg fel EC / DMC a PC / DMC. Yr halwynau dargludol yw LiClO? 4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6, ac ati, ac mae eu dargludedd unwaith yn LiAsF6>? LiPF6>? LiClO? 4> LiBF6. Mae LiClO4 yn agored i ffrwydrad a phroblemau diogelwch eraill oherwydd ei eiddo ocsideiddio uchel. Yn gyffredinol, mae'n gyfyngedig i ymchwil arbrofol. Mae gan LiAsF6 ddargludedd ïonau uchel ac mae'n hawdd ei buro ac mae ganddo sefydlogrwydd da, ond mae'n cynnwys gwenwynig Fel, sy'n cael ei ddefnyddio'n gyfyngedig; Cemeg LiBF6 Ac nid yw'r sefydlogrwydd thermol yn dda ac nid yw'r dargludedd yn uchel. Er y bydd LiPF6 yn cael adwaith pydru, mae ganddo ddargludedd ïonig uchel, felly mae batris ïon lithiwm yn y bôn yn defnyddio LiPF6. Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o'r electrolytau a ddefnyddir mewn batris ïon lithiwm masnachol yn defnyddio EC / DMC o LiPF6, sydd â dargludedd ïonig uchel a sefydlogrwydd electrocemegol da.
2.2 electrolyt solet
Mae gan y defnydd o lithiwm metelaidd yn uniongyrchol fel deunydd anod allu gwrthdroadwy uchel, ac mae ei gapasiti damcaniaethol mor uchel â 3862 mAh · g-1, sydd dros ddeg gwaith yn fwy na deunyddiau graffit, ac mae'r pris hefyd yn isel, sydd yn cael ei ystyried yn atyniad gorau cenhedlaeth newydd o fatris ïon lithiwm. Bydd y deunydd anod yn cynhyrchu lithiwm dendritig. Gall defnyddio electrolyt solet fel dargludiad ïonau bob amser dyfu lithiwm dendritig, gan ei gwneud yn bosibl defnyddio lithiwm metelig fel deunydd anod. Yn ogystal, mae defnyddio electrolyt solet yn osgoi anfantais gormod o ollyngiad electrolyt, a gellir gwneud y batri yn fatri ynni uchel teneuach (dim ond 0.1 mm o drwch) gyda dwysedd egni uwch a chyfaint llai. Mae arbrofion dinistriol yn dangos bod gan fatris lithiwm-ïon hylif solet berfformiad diogelwch uchel. Ar ôl ymddatod, gwres (200 ° C), cylched byr a gordaliad (600%) ac arbrofion dinistriol eraill, bydd batris lithiwm-ïon lithiwm electroly yn gollwng ac yn ffrwydro. Problemau rhywiol, tra nad oes gan fatris cyflwr solet broblemau diogelwch eraill heblaw am gynnydd bychan yn y tymheredd mewnol (<20 °=""> Mae gan electrolylau polymer solet hyblygrwydd da, hyfywedd, sefydlogrwydd, a chost isel. Gellir ei ddefnyddio fel ffilm electrod positif a negatif ac fel electrolyt ar gyfer cludo ïonau.
Yn gyffredinol, caiff electrolylau polymer solet eu dosbarthu yn electrolyt polymer solet sych (SPE) a electrolyt polymer gel (GPE). Mae electrolytau polymer solet SPE wedi'u seilio'n bennaf ar ocsid polyethylen (PEO), sydd ag anfantais o ddargludedd ïonig isel ac ni all ond cyrraedd 10-40 cm ar 100 ° C. Yn SPE, mae dargludiad ïon yn digwydd yn bennaf yn y rhanbarth amorffaidd, ac mae cludiant yn cael ei drosglwyddo gan symudiad y gadwyn polymer. Mae'n hawdd crisialu PEO oherwydd rheoleidd-dra uchel ei gadwyn foleciwlaidd, ac mae crisialu yn lleihau dargludedd ïonig. Felly, er mwyn cynyddu'r dargludedd ïonig, ar y naill law, mae'n bosibl lleihau'r dargludedd ïonig. Felly, i wella'r dargludedd ïonig, ar y naill law, trwy leihau hydoddedd y polymer. Mae impio, blocio, traws-gysylltu, copolymerization a'r tebyg yn cael eu defnyddio i ddinistrio nodweddion grisial newyn y polymer, a gall dargludedd ïonig ei wella'n rhyfeddol. Yn ogystal, gall ychwanegu halen cyfansawdd anorganig gynyddu'r dargludedd ïonig. Gall ychwanegu toddydd organig uchel hylifol moleciwlaidd isel isel cyson megis PC i'r electrolyt polymer solet wella hydoddedd yr halen dargludol yn fawr. Mae'r electrolyt a ffurfir yn electroly polymer gel GPE, sydd â thymheredd gwell ar dymheredd ystafell. Dargludedd ïonig, ond bydd datodiad yn methu yn ystod y defnydd. Mae batris ïon lithiwm poly polymer wedi'u masnacheiddio.