Kasi ni electrolyte wuli iyo yili mu batire la lithiamu?
echilengali
Electrolyte iyo yili mu batire la litium-}ion ndiyo yikunyamura ma ayoni mu batire. Kanandi vikupangika na mchere wa lithium, vyakusungunura, na vyakusazgapo, nga umo vikulongosorekera mu chithuzithuzi 7-4. Electrolyte iyi yikuchitako ntchito yikuru chomene pakuchitiska ma ayoni pakati pa ma electrode ghawemi na ghaheni gha batire la lithiamu -}ion, kukhozgera vitumbiko vyake nga ni magesi ghapachanya na nkhongono zapachanya. Electrolytes kanandi ŵakunozgekera mu nyengo zakupambanapambana ndiposo mu vigaŵa vinyake kufuma ku vyakusungunuka vyapachanya vya - pururity, mchere wa lithium, na vyakusazgapo vyakukhumbikwa. Nangauli vinthu vya magesi vikupangiska kuti batire liŵe na nkhongono zinandi, kweni electrolyte ndiyo yikupangiska kuti ŵanthu ŵaŵe na umoyo uwemi, umo yikuchitira pa msinkhu wakukwera na wakuchepa, ndiposo umo yikuŵira. Kapangidwe kakwamba ka electrolte kakukhalilira kwambura kusintha; kupanga vinthu viphya chomenechomene kuli mu kupanga mchere wa lithium na vyakusazgapo, ndiposo kupulikiska mwakukwana ndondomeko ya kemiko ya pakati pa nkhope na nthowa izo zikukhwaskana na mabatire gha lithium-ion.
Pali mitundu yinandi ya mchere wa lithium, nga umo vikulongosorekera mu Chithunzi 7{{-5, kweni vichoko waka vikugwiriskirika nchito mu mabatire gha lithium-ion agho ghakusangika pa malonda. Mchere uwemi wa lithiamu ukwenera kuŵa na vinthu ivi:
1) Digirisi yichoko ya mgwirizano, yikusungunuka mwaluŵiro mu vyakusungunura vya vinyama, kukhozgera kuti electrolyte ndiyo yikuchitika chomene.
2) Anions na antioxidant na kuchepeskeka kwa kukana; vyakuchepeskeka vyakupangiska kuti paŵe filimu yakukhazikika, yapasi{-EResticance SEI filimu.
3) Kukhazikika makora kwa kemiko, kwambura kupangiska kuti paŵe vyakuchitika vyakofya na vinthu vya magesi, electrolytes, panji vyakupatulika.
4) Nthowa yakunozgekera yipusu, mtengo wakucepa, non- poizoni na kufipiskika - lambura.
LiPF6 ndiyo yikugwiriskirika nchito comene pa mchere wa lithium. Nangauli katundu wake waliyose ngwakuzirwa comene yayi, wakulongora kuti nchito yiwemi comene mu carbonate wakusazgikana electrolytes. LiPF6 ili na vitumbiko vikuru ivi:
1) Kusungunuka kwakukwa na ionic kompup ya ionic mu non - pafupifupi vyakusungunula.
2) Iwo ungapanga filimu yakukhazikika iyo yikukhala pa malo gha aluminiyamu agho ghakusonkheska sonosono apa.
3) Iwo ŵakupanga filimu yakukhazikika ya SEI pa malo gha electrode gha graphite na vyakusungunuka vya carbonate.
Kweni, LiPF6 yili na kukhazikika kwakutenthemeska ndipo yikupangiska kuti ŵanthu ŵaleke kuvunda. Bypustations ingananga filimu ya SEI pa malo gha electrode, kusungunula vigaŵa viwemi vya electrode, na kupangiska kuti nkhongono zivunde pa nyengo ya njinga.
LiBF nayo ni mchere wa lithium uwo ukugwiriskirika nchito comene. Kulinganizga na LiPFF6, LiBF ili na msinkhu wakutentha wakugwira ntchito, mtundu uwemi chomene - kutentha kwakutentha, na kupambana kwapachanya - kutentha kwa nyengo. LiBF ili na nkhongono zakukhozga, windo la electrochemical yikuru, na kukhazikika makora kwa kutentha. Uwemi wake ukuru uli mu filimu yake -fomani katundu, chifukwa yingachitako mwaluŵiro pakupanga filimu ya SEI.
Mukupanga, LiDFOB yikupangika na hafu ya -vinthu vya LiBOB na LiBF, kuphatikizapo uwemi wa mafilimu ghawemi -kupanga katundu wa LiBOB na low low low - kutentha kwa LiBF4. Kulinganizga na LiBOB, LiDFOB yili na kusungunuka kwakukwera mu linear carbonate vyakusungunula na kuseŵezeska kwa electrolyte yakukwera. Kukwera kwake kwapachanya - temprature na kuchepa - temperature kugwira ntchito nkhwawemi kuluska LiPF4, ndipo kuli na kukolerana kuwemi na cathode ya batiri, kupanga filimu ya pastivation pa aluminiyamu foil pa malo na kukanizga electrolyte oxidation.
Magulu gha CF₃SO SO₂ mu kapangilo ka LiTFSI ghali na electron yankhongono -drading effect, iyo yikupangiska kuti delocalizalization ya mtengo wa viheni yileke kugwira ntchito ndipo yikuchepeska mgwirizano wa mgwirizano wa ion, ndipo ivi vikupangiska kuti mchere uŵe wakusungunuka chomene. Kweniso, LiTFSI yikuchitiska magesi ghanandi, kutentha kwakutentha chomene, ndipo kukupangika mwaluŵiro yayi; kweni, vizamuŵa na aluminiyamu wa sonosono apa wakusonkheska vya aluminiyamu pa magesi pachanya pa 3.7V.
Ma atomu gha fluorine mu molekyulu gha LiFSI ghali na electron yankhongono - kuyanduka katundu, iyo yikupangiska kuti paŵe msonkho uheni pa N, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe kukolerana kwa ioni na kugaŵikana kwambura kusuzga kwa Li +, ntheura vikupangiska kuti paŵe kulongozga kwapachanya.
LiPO2F2 yikulongora kuti yikuchitika makora -} temperature kugwira ntchito ndiposo yikupangiska kuti paŵe kusintha kwapachanya - kutentha kwa nyengo ya electrolyte. Nga ni vyakusazgirapo, lingapanga filimu ya SEI iyo yili na LixPOyFz na LiF pa malo ghaheni, agho ghakovwira kuchepeska impedance ya mabatire na kusintha umo mabatire ghakuchitira. Kweni, LiPO2FF nayo yikusuzgika na kusungunuka kwakucepa.
Chigaŵa chikuru cha .Electrolyte ya magesini vyakusungunura vyakumera vyakupangika na vyakumera, ivyo vikupangiska kuti mchere wa lithium usungunuke ndipo ukupereka chinthu chakunyamura vya lithium ions. Nthowa yiwemi yakusungunura vyakumera vya lithium-}ion batire electrolyte yikwenera kukwaniska vinthu ivi:
1) Kusintha kwa nyengo yitali kwa dielectrol na nkhongono zakusungunuka zakukhora za mchere wa lithium.
2) Malo ghakusungunuka ghachoko na malo ghakuthukira chomene, kusunga mtundu wa maji pa msinkhu wakutentha chomene.
3) Viscosity yichoko, kupangiska kuti lithiamu -}ion transport.
4) Kukhazikika makora kwa kemiko, kukunanga yayi kapangikiro ka electrode ghawemi na ghaheni panji kusungunura vinthu viwemi na viheni vya electrode.
5) Mfundo ya flash yapachanya, chivikiliro chiwemi, mtengo wakucepa, non- poizoni na yayi - polliting.
Vinthu vyakumanyikwa vyakugwiriskira nchito pa lithiamu -} batire electrolytes vikugaŵika chomene mu vyakusungunuka vya carbonate na vyakusungunuka vya ether ether, nga umo vikulongosorekera mu Chithunzi 7{{{-6. Kuti musange high high {{ils}} batire lithium-ion batire electrolyte, vyakusungunura vyakusakanizgika ivyo vili na vyakusungunula viŵiri panji vinandi vikugwiriskirika nchito kanandi, vikuŵazomerezga kuti ŵakhozgere ŵanyawo na kukwaniska kugwira ntchito makora. Katundu wakuwoneka wa vyakusungunura vya carbonal vyakumanyikwa vikulongosoreka mu Tebulo 7-1.
Tebulo 7-1 Kutumiza kwa Vinthu Vyakupangika na Carbonate Vikoko
| Mafuta ghakubisika | Munthu wakukolerana | Digireni digiri ya Kuŵika pasi | Digio ya digiri ya Kubapa | Kuvikiliska |
|---|---|---|---|---|
| Carbonabot (EC) | 89.6 | 37 | 243 | 1.86 |
| Propylene Carbonabot (PC) | 64.4 | -55 | 240 | 2.53 |
| Dimethyl Carbonabot (DMC) | 0.59 | 2 | 91 | 0.59 |
| Diethyl Carbonate (DEC) | 2.8 | -43 | 126 | 0.75 |
| Methyl Methyl Bacbonate (EMC) | 3.0 | -53 | 108 | 0.65 |
Mafuta gha ether ether ethers chomenechomene ghakusazgapo ethers ya unyolo nga ni 1,2-dimethoxypropane (DMP), dimethoxymethane (DMM), na ethylene glycol dimethyl ether (DME), na ethers zakuzungulira nga ni tetrahydrafuran (THF) na 2{- methyltetrahydrefrafuran (2-Me-Me-THF). Kwa unyolo wa ether ether supts, unyolo wa carbon uku nyengo yitali, ukukhazikika makora pa kemiko, kweni para viscosity yakukwera ndiposo msinkhu wa lithiamu-ion wakusamuka. Ethylene glycol dimethyl ether wangapanga chelate yakukhazikika (LiPF6·DME) iyo yili na lithiamu hexafluorophosphate, iyo yikulongora nkhongono zakukhora zakusungunuka kwa mchere wa lithium ndipo kupangiska kuti electrolyte yiŵe na nkhongono zinandi. Ndipouli, DME yili na kukhora kwakukhora ndipo yingapanga yayi filimu yakukhazikika pa vinthu ivyo vikuchitika pa charu chapasi.
Vinthu vyakusungunura vyakupangika na carbonic ni carbonate ya cyclic nga ni propylene carbonate (PC) na ethylene carbonate (EC), na carbonate ya unyolo nga ni dimethyl carbonate (DMC), vyakurya vya carbonate (DEC), na ethyl ethyl carbonate (EMC). Cyclic carbonates yili na dielectric yakukhalilira, ndipo yikupangiska kuti mchere wa lithium uŵe wakusungunuka, kweni uliso na viscosity yikuru, ndipo ivi vikupangiska kuti lithiamu-}ion lileke kusamukira ku malo ghanyake. Unyolo carbonates uli na electric low electric nyengo zose ndiposo mchere wakulopwa wa lithium kusungunuka, kweni viscosity yakucepa na kuseŵera makora, kupangiska lithiamu -}ion kusamuka kwa kusamuka.
Mitundu ya flame-retandant vyakusazgapo vya lithiamu-ion electrolytes vikulongoreka mu Chithunzi 7{-7. Vinthu vyakusazgikira, ivyo vikugwiriskirika nchito mu vichoko waka, vikuŵa na vyakuchitika vikuru ndipo ni nthowa ya vyachuma na vyakuchitika vyakunozga ntchito ya mabatire gha lithiamu-}ion. Pakusazgapo mlingo uchoko waka wakusazgirako ku mabatire gha lithiamu -}ion, mikhaliro yinyake ya kugwira ntchito kwa mabatire yingaŵa yakunozgeka chomene, nga ni nkhongono yakusintha, electrode / electrolyte kukolerana, msinkhu wa magesi, kugwira ntchito kwa msinkhu, kugwira ntchito, na kugwira ntchito, kuchitako ntchito yikuru mu mabatire gha lithiamu-ion. Kuwonjezera kwa ma batiri gha lithiamu gha magesi gha lithiamu ghakwenera kuŵa na vimanyikwiro vinayi ivi:
1) Kusungunuka chomene mu vyakusungunura.
2) Ndalama zichokozichoko zingapangiska kuti munthu waŵe na mikhaliro yimoza panji yinandi.
3) Palije vyakuchitika vyakofya vya ku chigaŵa chinyake na vigaŵa vinyake vya batire ivyo vikukhwaska umo batire likuchitira.
4) Mtengo wakucepa, - poizoni panji poizoni wakucepa.
Kulingana na ntchito yawo, vyakuwonjezera vingagaŵika mu vyakuwonjezera vyakulongozga, vyakuwonjezera vyakuvikilira chomene, vyakuwonjezera vya moto, filimu ya SEI -kupanga vyakuwonjezera, vyakuvikilira vya cathode, vyakuvikilira vya cathode, LiPF6 stabilizes, na vinyake vyakusazgapo vyakugwira ntchito.
Vinthu ivyo vikupangiska kuti vinthu viŵe makora vikupangiska kuti mabatire gha lithiamu -} vikukhumbikwa mwa kukolerana na ma ayoni gha electrolyte, kukhozgera mchere wa lithium kusungunuka, na kukhozga electrolyte conductivity. Chifukwa chakuti ntchito zakusazgapo zakovwira kwizira mu vyakuchitika vyakukolerana, zikuchemekaso kuti ligand vyakusazgapo, ndipo vikugaŵika mu vigaŵa vya anionic, ligands ya cationic, na ligands zambura kunjilirapo zakuthemba pa ion yakukolerana.
Vinthu vyakuvikilira chomene vyakuvikilira vikupereka chivikiliro chakujumpha panji kukhozga kulekelera chomene. Iwo ŵakugaŵika mwakugwira ntchito mu vyakusazgapo vya redox na vyakusazgapo vya monomer. Pasono, vyakuwonjezera vya redods ni vithuzithuzi vya anisole, ivyo vili na nkhongono za redox zinandi na kusungunuka makora. Vinthu vyakusazgapo vya monomer vikuchitika na polymerizarization pasi pa magesi ghakuru, kufwatura mphepo, ndipo polymer wakuphimba chinthu cha cathode pa malo, kuphwanya charging. Vinthu vyakusazgapo vya monomer vikusazgapo vinthu vyakununkhira nga ni xylene na phenyllocyclohexane.
Kuwonjezera kwa flame retardations kukugwira ntchito mwa kukwezga malo ghakuŵikamo magesi gha electrolyte panji kumazga unyolo waulere wa radical uwo ukukanizga moto. Mitundu yawo yikulongosoreka mu Chithunzi 7-8. Kuwonjezera moto wa moto ni nthowa yimoza yakuzirwa yakuchepeskera kuthukira kwa electrolyte, kukuzga kutentha kwa kutentha kwa mabatire gha lithiamu-ion, na kusintha umo ŵakuchitira. Nthowa zakuchitira vinthu vyakusazgapo vya moto wa moto chomenechomene ni viŵiri:
1) Pakupanga chigaŵa cha kuteteza pakati pa chigaŵa cha gasi na chigaŵa cha condensed, ŵakukanizga kuwotcha mu vigaŵa vyose viŵiri vya condensed na mpweya.
2) Iwo ŵakutora radicals yaulere pa nyengo ya mtundu wa combustion, ndipo ŵakumalizga unyolo waulere wa unyolo uwo ukukanizga kuchita kwa combustion pakati pa vigaŵa vya gasi.
