Wie kann das Problem zwischen dem Material mit hohem Nickelgehalt der Lithiumbatterie und dem Elektrolyten gelöst werden?

Diese Probleme, die sich aus der Verwendung von Materialien mit hohem Nickelgehalt in Kombination mit Elektrolyten ergeben, sind kompliziert zu lösen und weisen hohe technische Schwellenwerte auf. Wenn das Unternehmen nicht über ausreichende Forschungs- und Entwicklungskapazitäten verfügt, ist es schwierig, Elektrolytprodukte herzustellen, die zu Materialien mit hohem Nickelgehalt passen.

1. Elektrolyt mit hoher spezifischer Energie

Das Streben nach hoher spezifischer Energie ist derzeit die größte Forschungsrichtung von Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere wenn mobile Geräte immer mehr Menschenleben beanspruchen und die Batterielebensdauer die kritischste Leistung von Batterien ist.

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Bildquelle: Beijing Institute of Chemical Reagents

Wie in der Abbildung gezeigt, muss die Entwicklung von Batterien mit hoher Energiedichte in Zukunft aus positiven Hochspannungselektroden und negativen Siliziumelektroden bestehen. Das negative Silizium hat eine große Grammkapazität und hat Aufmerksamkeit erregt. Aufgrund seines eigenen Quellungseffekts wurde es jedoch nicht angewendet. In den letzten Jahren wurde die Forschungsrichtung auf eine Silizium-Kohlenstoff-Negativelektrode geändert, die eine relativ hohe Grammkapazität und eine geringe Volumenänderung aufweist. Das filmbildende Additiv hat unterschiedliche Zykluseffekte in der Siliziumkohlenstoff-Negativelektrode.

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Bildquelle: Beijing Institute of Chemical Reagents

2, Hochleistungselektrolyt

Gegenwärtig ist es schwierig, eine kontinuierliche Entladung von kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen. Der Hauptgrund ist, dass das Batterieohr extrem heiß ist und der Innenwiderstand der Batterie zu hoch ist, was zu thermischem Durchgehen führen kann. Daher ist es erforderlich, dass der Elektrolyt den Temperaturanstieg der Batterie zu schnell unterdrücken kann, während eine hohe Leitfähigkeit aufrechterhalten wird. Bei akkus ist das Erreichen einer schnellen Aufladung auch eine wichtige Richtung für die Entwicklung von Elektrolyten.

hochleistungsbatterien erfordern nicht nur eine hohe Festphasendiffusion, Nanoprägung, einen kurzen Ionenmigrationsweg, Steuerelektrodendicke und -verdichtung, sondern stellen auch höhere Anforderungen an den Elektrolyten: 1. Elektrolytsalz mit hoher Dissoziation; 2, Lösungsmittelverbindung - niedrigere Viskosität; 3, Grenzflächensteuerung - niedrigere Membranimpedanz.

3, Elektrolyt mit breiter Temperatur

Wenn die Batterie eine hohe Temperatur hat, neigen die Zersetzung des Elektrolyten selbst und die Nebenreaktion des Materials und des Elektrolyten dazu, zuzunehmen; Bei niedrigen Temperaturen kann es zu einer Ausfällung des Elektrolytsalzes kommen und die Impedanz des negativen SEI-Films kann multipliziert werden. Der sogenannte Breittemperaturelektrolyt soll der Batterie eine breitere Arbeitsumgebung geben. Die folgende Abbildung zeigt die Siedepunkt-Vergleichstabelle und die Erstarrungsvergleichstabelle verschiedener Lösungsmittel.

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Bildquelle: Beijing Institute of Chemical Reagents

4, Sicherheitselektrolyt

Die Sicherheit der Batterie spiegelt sich hauptsächlich im Brennen oder sogar in der Explosion wider. Erstens ist die Batterie selbst entflammbar. Wenn die Batterie überladen, überladen oder kurzgeschlossen ist, wenn die externe Akupunktur und Extrusion empfangen werden und die Außentemperatur zu hoch ist, kann dies zu einem Sicherheitsvorfall führen. Daher ist die Flammhemmung eine wichtige Richtung bei der Untersuchung sicherer Elektrolyte.

Die Flammschutzfunktion wird durch Zugabe eines Flammschutzadditivs zu einem herkömmlichen Elektrolyten erhalten. Im Allgemeinen wird ein Flammschutzmittel auf Phosphorbasis oder Halogenbasis verwendet, und das Flammschutzadditiv muss einen angemessenen Preis haben und beeinträchtigt die Elektrolytleistung nicht. Darüber hinaus ist die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten bei Raumtemperatur als Elektrolyte in die Forschungsphase eingetreten, und die Verwendung von brennbaren organischen Lösungsmitteln in Batterien wird vollständig eliminiert. Und die ionische Flüssigkeit hat die Eigenschaften eines extrem niedrigen Dampfdrucks, einer guten thermischen Stabilität / chemischen Stabilität und einer Nichtentflammbarkeit, was die Sicherheit der Lithiumionenbatterie erheblich verbessert.

5, lang zirkulierender Elektrolyt

Aufgrund der gegenwärtigen technischen Schwierigkeiten bei der Rückgewinnung von lithiumbatterien, insbesondere bei der Rückgewinnung von Leistungsbatterien, ist die Verbesserung der Batterielebensdauer eine Möglichkeit, diese Situation zu lindern.

Es gibt zwei Hauptforschungsideen für lang zirkulierende Elektrolyte. Eine ist die Stabilität des Elektrolyten, einschließlich thermischer Stabilität, chemischer Stabilität und Spannungsstabilität. Zweitens erfordert die Stabilität mit anderen Materialien eine stabile Filmbildung mit der Elektrode. Keine Oxidation mit der Membran, keine Korrosion mit dem Stromkollektor.

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