Inki kele electrolyte na batterie ya litium?
electrolyte
Electrolyte na kati ya bateri ya litium-ion kele kima yina ke nataka ba ions na batterie. Yau ke salamaka mingi na ba mungwa ya litium, na ba solvants organiques, mpe na bima ya nkaka, mutindu ke monisama na kifwanisu 7-4. Electrolyte ke salaka kisalu ya mfunu na kusala ba ions na kati ya ba électrodes positifs mpi négatifs ya batterie ya litium-ion, na kuzikisaka mambote na yo bonso voltage ya ngolo mpi ngolo ya sikisiki ya sikisiki. Ba electrolytes ke bongisamaka mingi na ba conditions ya sikisiki mpe na ba proportions ya sikisiki katuka na ba solvants organiques ya zulu, ba mungwa ya litium, mpe bima ya nkaka ya mfunu. Ata bima ya electrode ke zabaka ngolo ya bateri, electrolyte ke zabaka mbote-mbote luzingu na yo ya nzietelo, kisalu ya tiya ya ngolo mpi ya fioti, mpi lutaninu. E nsongo mia ntu mia electrolíte mikwamanananga soba; innovation ke mingi-mingi na kutunga ba mungwa ya litium ya mpa mpi bima ya nkaka, mpi kubakisa mbote-mbote mambu yina ke salamaka na kati ya ba batterie ya litium-ion.
Mutindu mingi ya mungwa ya litium, mutindu kifwanisu 7-5 ke monisa yau, kansi fioti kibeni ke sadilamaka na ba batterie ya litium-ion yina bo ke tekaka. Mungwa ya litium ya mbote fwete vanda ti bikalulu yai:
1) Diplome ya fioti ya kimvuka, yina ke lembaka na mutindu mosi ya kukonda mpasi na ba solvants organiques, na kuzikisa nde electrolyte ke nataka ngolo ya ionic mingi.
2) A nioka yina kele ti antioxydant mpi résistance ya kukulumusa; bima ya kukulumusa ke sadisaka na kusalama ya filme ya SEI ya kukangama, ya fioti.
3) Kukuma ya mbote ya kimunganga, kukonda kupesa ba reaction ya mbi na ndambu ti bima ya electrode, ba électrolytes, to ba separateur.
4) Nzila ya kuyidika mambu ya pete, ya ntalu fioti, ya non{1}}}}toxique mpe ya mvindu-}} ya ofele.
LiPF6 kele mungwa ya litium yina bantu ke sadilaka mingi. Ata bikalulu na yo mosimosi kele ve ya kuluta mbote, yo kemonisaka kisalu ya kuluta mbote ya kuluta mbote na ba électrolytes ya solvant ya kuvukisa ya carbonate. LiPF6 kele na mambote ya mfunu yai:
1) Solubilité ya kufwana mpi conductivité ya ionic ya zulu na non{1}}^actères.
2) Yo lenda sala filme mosi ya ke salaka ve mbote na zulu ya bima yina ke vukisaka bafololo ya aluminium.
3) Yo ke salaka na mutindu mosi ya ke salamaka na mutindu mosi ya bo ke bingaka SEI ya kukangama na zulu ya electrode ya graphite ti ba solvant ya carbonate.
Kansi, LiPF6 kele ti stabilité ya thermique ya mbi mpi yo ke vandaka ti kikalulu ya kubeba. Bima ya bo ke basisaka lenda bebisa filme ya SEI na zulu ya electrode, kukatula bima yina ke salaka na ba électrode ya mbote, mpi kunata na kubeba ya ngolo na ntangu ya kutambula na velo.
LiBF kele mpi kima mosi ya bo ke sadilaka mingi sambu na kuyika mungwa ya litium. Na kufwanisa ti LiPF6, LiBF kele ti temperature ya kisalu ya nene, ya kuluta mbote ya zulu{2}}}}}}ana ya kuluta na zulu-}}}}}}}}}}}}} kele. LiBF kele ti conductivité ya ngolo, fenetre ya nene ya electrochimique, mpi stabilité ya mbote ya tiya. Mambote na yo ya kuluta nene kele na filme na yo-}}forming bikalulu, sambu yo lenda vukana mbala mosi na kusalama ya filme ya SEI.
Na nzila ya ntungulu, LiDFOB me salama na ndambu ya{0}}}}}}}4, na kuvukisaka mambote ya filme ya mbote-}}}}}}}}}}} formulaire ya mbote mpe ya fioti ya nsi-}}}}}}}}}. Na kufwanisa ti LiBOB, LiDFOB kele ti solubilité ya kuluta mingi na ba solvants ya carbonate ligneux mpi conductivité électrolyte ya kuluta mingi. Na zulu ya zulu{5}}}}}}}}}}}}}}4 kele mbote kuluta LiPF4, mpe yau kele na nguizani ya mbote na cathode ya bateri, yau ke sala filme ya passivation na zulu ya foil ya aluminium mpe ke kanga oxidation électrolyte.
Ba bimvuka ya CFSO2 na kati ya ntungulu ya LiTFSI kele na electron-} ya kupesa, yina ke kumisaka ngolo delocalisation ya charge négatif mpe ke kulumusaka pairing ya association ya ba ions, yina ke salaka ti solubilité ya ngolo ya mungwa. Dyaka, LiTFSI kele ti kura ya ngolo, tiya ya ngolo ya tiya, mpi yo kele ve pete na hydrolysée; kansi, yo ta bebisa ngolo kibeni bantu yina ke vukisaka bima yina ke vukisaka ba-aluminium na ba-voltage na zulu ya 3,7V.
Ba atome ya fluore na kati ya molecule ya LiFSI kele na ba électron-} ya kukatula, yina ke katulaka charge négative na N, yina ke salaka nde ba ion ya kulemba mpi ya kukonda mpasi ya Li+ kuvanda pete, ebuna yo ke nataka na conductivité ya ngolo.
LiPO2F2 ke monisa mbote ya fioti-}}}}ana ke tomisa kisalu ya zulu ya electrolyte. Mutindu kima ya kuyika, yo lenda sala filme ya SEI yina kele ti LixPOyFz mpi LiF na zulu ya electrode ya mbi, yina ke sadisaka na kufiotuna ngolo ya ba batterie mpi na kutomisa mutindu ya kusala ba batterie. Kansi, LiPO2F2 mpe ke mweswanga mpasi ko mu kuma kia solubilité yakete.
Kitini ya nene ya .electrolyte ya masakele solvant organique, yina ke katulaka mungwa ya litium mpi ke pesaka nzila ya kunata ba ions ya litium. Elvant organique ya mbote sambu na litium-}ion électrolyte kele na mfunu ya kulungisa mambu yai:
1) ngolo ya dielectrique ya ngolo mpi ya ngolo ya kukatula masa sambu na mungwa ya litium.
2) Kisika ya kuyoka ya fioti mpi kisika ya kuyoka ya ngolo, kutanina kisika ya masa na zulu ya temperature ya nene.
3) Kukonda viscosité ya fioti, kusadisa litium-}ion.
4) Kukuma ya mbote ya kimunganga, ke bebisaka ve ngidika ya electrode ya mbote mpi ya mbi to ke katulaka bima ya electrode ya mbote mpi ya mbi.
5) Kisika ya nene ya flash, lutaninu ya mbote, ntalu ya fioti, non{1}}}}olpositive mpi non{2}}}}}}ana kupola.
Ba solvants organiques yina ke sadilamaka mingi na litium-ion ba electrolytes ya batterie ya ba batterie ke kabuanaka mingi na ba solvants ya carbonate mpe na ba solvants éthers organiques, mutindu ke monisama na kifwanisu 7-6. Sambu na kuzwa electrolyte ya bateri ya litium-ion ya zulu ya zulu, bo ke sadilaka mbala mingi solvant ya kuvukisa yina kele ti ba solvant zole to mingi ya organique, mpi yo ke sadisaka bo na kuyidika yo mpi na kulungisa mbote-mbote kisalu ya mvimba. E fu ya nitu ya solvétas communes isonganga muna Tableau 7-1.
Tablo 7-1 Bikalulu ya nitu ya ba solvent ya Carbonate ya Bantu Yonso
| Solvant organique | Constant Dielectrique Relative | Kubongisa Point/ degré | Point/degne | Coefficient viscosité |
|---|---|---|---|---|
| Carbonate ya Ethylène (EC) | 89.6 | 37 | 243 | 1.86 |
| Carbonate ya Propylene (PC) | 64.4 | -55 | 240 | 2.53 |
| Karbonate ya Dimethyle (DMC) | 0.59 | 2 | 91 | 0.59 |
| Karbonate ya Diethy (DEC) | 2.8 | -43 | 126 | 0.75 |
| Carbonate ya Methyle ya Ethyl (EMC) | 3.0 | -53 | 108 | 0.65 |
Ba solvants ya bima ya mpa ke vandaka mingi-mingi ba éthers ya chaîne bonso 1,2- diméthoxypropane (DMP), dimethoxymethane (DMM), mpi éther diméthyle ya glycol ya éthylène (DME), mpi ba éthers cycliques bonso tetrahydhyfuranin (THF) mpi 2{-} me: methyltétrahydran (2-Me-THF). Sambu na ba solvants éthers chaîne, kana chaîne de carbone kele mingi, stabilité chimique ke vandaka mbote, kansi viscosité mpi ta vanda fioti taux ya migration ya litium-ion. Ether éther glylèle ya Éthylène lenda sala chelate mosi ya ke tambulaka mbote (LiPF6·DME) yina kele ti hexafluorosfate ya litium, yina ke monisaka ngolo ya ngolo ya kufwa sambu na mungwa ya litium mpi yina ke salaka nde ba électrolyte mingi kutambula. Kansi, DME kele ti stabilité chimique ya mbote ve mpi lenda sala ve filme ya kukonda kusala mbote-mbote na zulu ya bima ya electrode ya mbi.
Ba solvants ya carbonate kele na ba carbonates cycliques mutindu carbonate propylène (PC) mpe carbonate éthylène (EC), mpe carbonates de chaîne neti carbonate diméthylique (DMC), carbonate d’éthylique (DEC), mpe carbonate éthylique méthylique (EMC). Ba carbonates cycliques kele na constante dielectrique ya ngolo, kusala nde ba mungwa ya litium kukuma mingi, kansi yo kele mpi ti viscosité ya ngolo, yina ke salaka nde litium ya nsi-}ion. Ba carbonates ya ba chaîne kele na solubilité ya mungwa ya litium ya fioti mpe ya kulemba, kansi viscosité ya fioti mpe flux ya mbote, yina ke sadisaka litium-ions.
Mitindu ya flame- lenda vanda ti bima ya nkaka sambu na litium-}ion ke monisama na kifwanisu 7{{3}77. Ba bima ya nkaka, yina bo ke sadilaka na ndambu ya fioti, ke vandaka ti bupusi ya nene mpi yo kele metode mosi ya mbote mpi ya mfunu sambu na kutomisa kisalu ya ba batterie ya litium-ion. Na kuyikaka mwa dose ya fioti ya bima ya kuyika na electrolyte ya ba batterie ya litium{6}}ion, bikalulu ya nkaka ya kusala ya ba batterie lenda tomaka na sikisiki yonso, bonso ngolo ya kuvutuka, kuwakana ya électrode/electrolyte, kisalu ya velo, kisalu ya vitesi, mpi kisalu ya lutaninu, yina ke salaka kisalu ya mfunu na ba batterie ya litium{8}}ion. Kima ya mbote ya kuyika na ba batterie ya litium-ion fwete vanda ti bikalulu iya yai:
1) Solubilité ya ngolo na ba solvants organiques.
2) Ntalu ya fioti lenda tomisa mingi bikalulu mosi to bikalulu mingi ya kusala.
3) Kukonda kusala mambu ya mbi na ndambu ya nkaka ti bima ya nkaka ya batterie yina ke bebisaka kisalu ya bateri.
4) Ntalu ya fioti, non{1}}}}toxique to toxicité ya fioti.
Na kutadila kisalu na bo, bo lenda tula bima ya nkaka na kati ya bima yina ke nataka bima yina ke nataka bima, bima ya nkaka ya ke sadisaka na kutanina tiya, bima ya nkaka ya bo ke yikaka na tiya, filme ya SEI-}}forming bima, bima yina ke taninaka bima ya cathode, ba stabilisateur ya LiPF6, mpi bima ya nkaka ya ke salaka.
Bima ya ke sadisaka na kuyidika mambu ke tomisaka mutindu ya kusadila litium-ion na kusalaka kuwakana ti ba ions électrolytes, na kusadisaka na kufwa mungwa ya litium, mpi na kukuma ti ngolo ya kukangama ya ba électrolyte. Sambu bima yina ke nataka bima yina ke nataka bima ke salaka na nzila ya ba reaction ya coordination, bo ke bingaka yo mpi bima ya nkaka ya ligand, mpi bo ke tulaka yo na kati ya ba ligand anionique, ba ligands cationique, mpi ba ligand neutre yina me simbama na ion yina ke salaka mambu.
Bima ya nkaka ya ke sadisaka na kutanina charge ke pesaka lutaninu ya kuluta ndilu to ke kumisaka ngolo tolerance ya kuluta ndilu. Bo ke kabulaka yo na mutindu ya kisalu na bima ya bo ke yikaka na redox mpi na bima ya nkaka ya bo ke yikaka na monomere. Na ntangu yai, bima ya bo ke yikaka na redox kele mingi-mingi ba série ya ba anisole, yina kele ti ba potentiels ya redox ya ngolo mpi solubilité ya mbote. Bima ya bo ke yikaka na bima ya nkaka ke salaka ba reaction ya polymérisation na nsi ya voltage ya ngolo, ke basisaka ba gaz, mpi polymère ke tulaka bima ya cathode na zulu ya bima ya cathode, mpi yo ke kangaka charge. Bima ya bo ke yikaka na nitu ke vandaka mingi-mingi ti bima ya nsudi ya kitoko bonso xylène mpi phenylcyclohexane.
Ba additifs ya retard ya tiya ke salaka na kutombulaka kisika ya kutula tiya ya electrolyte to na kumanisa reaction radical libre yina ke kangaka tiya. Mitindu na bau ke monisama na kifwanisu 7-8. Kuyika ba retards ya tiya kele mosi ya mitindu ya mfunu ya kukulumusa tiya ya electrolyte, kukumisa ngolo temperature ya kisalu ya ba batterie ya litium-ion, mpi kutomisa kisalu na yo. Ba nzila ya kusala ya bima ya nkaka ya bo ke yikaka na tiya kele mingi-mingi zole:
1) Na kusalaka nsinga ya kukanga na kati ya fase ya gaz ti fase ya kukangama, bo ke kangaka tiya na ba fase ya kukangama ti ya gaz.
2) Bau ke kangaka ba radicals libres na ntangu ya processus ya reaction ya kuyoka, ke manisaka reaction radical libre yina ke kangaka reaction ya tiya na kati ya ba fase ya gaz.
