◆Inona no atao hoe electrolytes rano?
◆Fampidirana ny Electrolytes Solid
Ny electrolyte, singa tena ilaina amin'nybateria lithium-ion, dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny tsingerin'ny famandrihana-batterany.
Tsy tompon'andraikitra amin'ny fitaterana mahomby amin'ny lithium ions sy ny fampitana ny ankehitriny, fa manana fananana insulation elektronika ihany koa mba hisorohana ny fikorianan'ny elektronika mivantana eo amin'ny electrodes tsara sy ratsy. Raha atao an'ohatra, ny electrolyte dia toy ny "ra" ao anatin'ny batterie lithium-ion, miantoka ny fifandraisana eo amin'ny akora elektrôda tsara sy ratsy, ka miantoka ny fandrosoan'ny fiampangana manontolo-dia.
Ny electrolyte tsara indrindra ho an'ny bateria lithium-ion dia tokony mahafeno ireto fepetra dimy manaraka ireto:
(1) High ionic conductivity (>10⁻3S/cm).
(2) Wide electrochemical window (>4.5 V vs. Li+/Li).
(3) mifanentana tsara amin'ny electrodes, mitazona ny fanoherana interfacial ambany indrindra.
(4) Filaminana mafana sy simika tena tsara, ahafahan'ny bateria miasa tsara amin'ny mari-pana midadasika.
(5) Ny vidiny ambany, ny poizina ambany ary ny tontolo iainana.
Miaraka amin'ny -tsy mitsaha-mitombo ny fitakiana ny hakitroky ny herin'ny bateria sy ny hakitroky ny herin'aratra, dia mivoatra haingana ny teknolojian'ny batterie, ary ny fitaovana elektrôda dia nandroso be. Mifanohitra amin'izany, ny fivoaran'ny rafitra electrolyte dia nihemotra. Amin'izao fotoana izao, azo sokajiana ho karazany telo ny fivoaran'ny elektrôlôly bateria lithium-ion: tsy-elektrôlôly solvent an-drano, elektrôlôta misy rano, ary elektrôlyta mivaingana-.
Tsy-électrolyte solvent rano
Ny electrolyte tsy misy solvent -ny rano ao amin'ny bateria lithium-ion dia manondro rafitra elektrôlôty tsy misy rano, indrindra ahitana solvents, solutes (matetika sira lithium), ary additives. Ireo solvent tsy -aqueous dia solvent organika matetika, fa tsy solvent aqueous, mba hialana amin'ny electrolyse amin'ny rano na ny fihenjanana amin'ny fitaovana elektrôda. Ny sira Lithium no mpitatitra voalohany amin'ny fitaterana Lithium-ion, ny solvent dia miasa toy ny famongorana, fanaparitahana ary fanohanana ny sira lithium, ary ny additives dia miasa voalohany indrindra hanatsara ny fahaizan'ny electrochemical na fiarovana ny bateria lithium-ion.
Ny electrolytes azo amidy (izany hoe, electrolytes liquide) ampiasaina amin'ny batteries lithium-ion dia voaforon'ny sira lithium iray na maromaro levona anaty solvent organika roa na maromaro; Ny electrolytes voaforon'ny solvent tokana dia tsy fahita firy. Ny anton'ny fampiasana solvent maro dia ny -tena bateria eran'izao tontolo izao dia manana fepetra samihafa, mifanohitra mihitsy aza, izay sarotra tanterahana amin'ny fampiasana solvent tokana. Ohatra, ny electrolytes dia mety mitaky fluidity avo lenta ary manana tsy tapaka dielectric avo; Noho izany, ny solvent manana toetra ara-fizika samy hafa dia matetika ampiasaina miaraka, mampiseho toetra samy hafa miaraka. Ankoatr'izay, ny sira lithium dia matetika tsy ampiasaina miaraka satria voafetra ny fifantenana ny sira lithium, ary tsy mora hita ny tombony azony.
Ny solvent organika tsara indrindra dia tokony hanana ireto toetra manan-danja manaraka ireto: Voalohany, mila tsy tapaka dielectric avo izy ireo mba hiantohana ny famongorana tsara ny sira lithium; Faharoa, tokony hanana teboka levona iva sy teboka mangotraka avo izy ireo mba hanitarana ny mari-pana miasa amin'ny electrolyte; fahatelo, ny viscosity ambany dia manampy amin'ny fampiroboroboana ny fifindra-monina mahomby amin'ny litium ion amin'ny antonony; ary farany, ireo solvent ireo dia tokony ho mora ary manana poizina kely (tsy-manapoizina indrindra). Ny karbôna karbôna, amin'ny maha-iray amin'ireo solvent organika voalohany sy be mpampiasa indrindra amin'ny indostrian'ny bateria lithium-ion, dia mitana toerana lehibe eo amin'ny sehatry ny electrolytes bateria.
Amin'izao fotoana izao, ity karazana solvent ity dia ahitana endrika roa: cyclic sy chain. Ny tabilao etsy ambany dia mamintina ireo mari-pamantarana ara-batana mifandraika amin'ny solvent - tsy misy rano, elektrôlôty ary solvent organika mahazatra.
| Sokajy | Type | FIRAFITRA | Taona mitsonika (degre) | Teboka mangotraka (degre) | Tsindrin'ny etona tsirairay (25 degre) | Hafahafa (25 degre )/(mPa·s) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ethylene Carbonate (EC) | Cyclic | 36.4 | 248 | 89,780 | 1.904 (40 degre) | |
| Propylene Carbonate (PC) | Cyclic | -48.4 | 242 | 64,920 | 2.53 | |
| Carbonate | Butylene Carbonate (BC) | Cyclic | -54.0 | 240 | 53,000 | 3.20 |
| Dimethyl Carbonate (DMC) | Linear | 4.6 | 91 | 3,107 | 0.59 | |
| Diethyl Carbonate (DEC) | Linear | -74.3 | 126 | 2,805 | 0.75 | |
| Ethyl Methyl Carbonate (EMC) | Linear | -53.0 | 110 | 2,958 | 0.65 |
Amin'izao fotoana izao, ny solvent alkyl carbonate dia ampiasaina betsaka amin'ny electrolytes. Ireo solvents ireo dia manana fanoherana oksidia tsara ary mampiseho fahatoniana tena tsara ao anatin'ny fepetra avo lenta. Ny karibonetra cyclic, toy ny ethylene carbonate sy propylène carbonate, dia fantatra amin'ny tsy miovaova dielectric avo, izay midika fa afaka mamongotra ny sira lithium amin'ny fomba mahomby kokoa izy ireo; Na izany aza, noho ny hery intermolecular mahery, ireo solvent ireo dia manana viscosity avo, izay mampiadana ny fifindran'ny litium ion ao anatiny. Mifanohitra amin'izany kosa, ny karibonetra rojo, toy ny dimethyl carbonate sy diethyl carbonate, na dia manana viscosity ambany aza, dia manana tsy miovaova dielectric ambany ihany koa, ka mahatonga ny fahombiazan'ny famongorana ho an'ny sira lithium. Noho izany, mba hanomanana rafitra vahaolana amin'ny ionic conductivity ambony, karazana solvents dia matetika mifangaro, toy ny PC + DEC na EC + DMC mitambatra. Lithium sira, toy ny loharanon'ny litium ion ao amin'ny electrolyte, mitana anjara toerana lehibe amin'ny litium-ion ion fitaterana mandritra ny dingan'ny famenoana sy famoahana ny batterie lithium-ion. Misy fiantraikany mivantana amin'ny lafiny maro amin'ny bateria lithium-ion ny fampisehoana azy ireo, ao anatin'izany ny hakitroky ny angovo, ny hakitroky ny herin'aratra, ny taham-bolan'ny fiasana, ny fiainan'ny tsingerina, ary ny fiarovana. Amin'izao fotoana izao, amin'ny fikarohana laboratoara sy ny fanao indostrialy, ny sira lithium miaraka amin'ny radii anionika lehibe sy ny fahamarinan-toerana redox avo dia voafantina matetika. Miorina amin'ny firafitry ny simika, ny sira lithium dia azo sokajiana ho sokajy roa: sira lithium tsy organika sy sira lithium organika. Saline lithium inorganika maromaro no novolavolaina, anisan'izany ny LiPF6, LiClO4, LIBF, ary LIASF. Mifanohitra amin'izany kosa, ny sira lithium organika ampiasaina matetika amin'ny batteries lithium-ion dia voaforona amin'ny fampidirana vondrona elektrôna-manala amin'ny anion amin'ireo sira litium tsy organika ireo, toy ny lithium dioxalato-borate (LiBOB), lithium difluorooxalato-litium (Li-Fluoroborate]), lithium ditrifluoromethylsulfonylimide (LTFSI)
| Sokajy | Lithium sira | Lanja molekiola (g/mol) | Mety levona anaty karbônina? | Mety levona anaty rano? | Fitondrana herinaratra (1 mol/L, EC/DMC, 20 degre ) (mS/cm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Lithium tsy organika sira | LiPF₆ | 151.91 | ENY | ENY | 10.00 |
| LiBF₄ | 93.74 | ENY | ENY | 4.50 | |
| LiClO₄ | 106.40 | ENY | ENY | 9.00 | |
| Lithium sira organika | LiTFSI | 287.08 | ENY | ENY | 6.18 |
| LiFSI | 187.07 | ENY | ENY | 10.40 | |
| LiBOB | 193.79 | ENY | ENY | 0.65 |
Ny additives dia akora ampidirina amin'ny electrolyte amin'ny fifantohana ambany (matetika tsy mihoatra ny 10% amin'ny faobe) izay manana fiasa manokana ary afaka manatsara ny toetran'ny electrochemical ny bateria. Mifototra amin'ny asany, azo sokajiana ho sokajy maromaro ireo fanampin-javatra ireo: -fanampim-pamokarana filma, fanaterana lelafo, ary fanampim-panampiana mba hisorohana ny fiampangana tafahoatra. Fanampin'izany, misy ny additives ampiasaina hanatsara ny conductivity, hanatsara ny fampandehanana ao anatin'ny -temperature ambany, na hifehezana ny habetsan'ny trace sy ny fifantohana HF ao amin'ny vahaolana elektrôlôty.