Was sind die fünf Haupttrends bei der Entwicklung der Lithiumbatterie-Elektrolyttechnologie?

Der Elektrolyt ist ein Ionenleiter, der als Leitung zwischen dem positiven und dem negativen Pol der Batterie fungiert. Es besteht in einem bestimmten Anteil aus Lithiumelektrolytsalzen, hochreinen organischen Lösungsmitteln sowie notwendigen Additiven und anderen Rohstoffen. Es spielt eine wichtige Rolle für die Energiedichte, Leistungsdichte, breite Temperaturanwendung, Lebensdauer und Sicherheitsleistung von Batterien.

Die Lithiumbatterie besteht aus Hülle, positiver Elektrode, negativer Elektrode, Elektrolyt und Membran. Das Elektrodenmaterial steht zweifellos im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit und Forschung. Gleichzeitig ist der Elektrolyt aber auch ein Aspekt, der nicht ignoriert werden kann. Schließlich spielt der Elektrolyt, der 15% der Batteriekosten ausmacht, eine entscheidende Rolle für die Energiedichte, die Leistungsdichte, die breite Temperaturanwendung, die Lebensdauer und die Sicherheitsleistung der Batterie. Rolle.

Der Elektrolyt ist ein Ionenleiter, der als Leitung zwischen dem positiven und dem negativen Pol der Batterie fungiert. Es besteht aus Lithiumelektrolytsalzen, hochreinen organischen Lösungsmitteln und notwendigen Additiven in einem bestimmten Anteil. Da die Anwendung von Lithiumbatterien immer umfangreicher wird, müssen auch die Anforderungen von Lithiumbatterien an ihre Elektrolyte unterschiedlich sein. Als nächstes folgt die Kleinserie zum Elektrolytentwicklungstrend des Lithium-Schlüsselrohstoff-Elektrolyten.

1, Energieelektrolyt mit hohem Verhältnis

Das Streben nach hochspezifischer Energie ist derzeit die größte Forschungsrichtung für lithium-ionen-batterien. Insbesondere wenn mobile Geräte einen immer größeren Anteil am Leben der Menschen haben, ist Ausdauer zur kritischsten Leistung von Batterien geworden.

In Zukunft muss die Entwicklung von Batterien mit hoher Energiedichte ein Gaodianya-Positivpol und ein Silizium-Minuspol sein. Negatives Silizium hat ein riesiges Volumen an Gramm und wird von Menschen besorgt. Aufgrund seiner eigenen Schwellung kann es jedoch nicht angewendet werden. In den letzten Jahren hat sich die Forschungsrichtung zu einer Silizium-Negativelektrode geändert, die ein relativ hohes Grammvolumen und eine geringe Volumenänderung aufweist. Unterschiedliche Membranadditive haben unterschiedliche zyklische Wirkungen auf die negative Elektrode von Siliciumdioxid.

2, Hochleistungselektrolyt

Gegenwärtig ist es für kommerzialisierte Lithium-Elektronen-Batterien schwierig, eine hohe Vergrößerung und kontinuierliche Entladung zu erreichen. Der Hauptgrund ist, dass die Batterieohren heiß sind und der Innenwiderstand dazu führt, dass die Gesamttemperatur der Batterie zu hoch ist und sie zu thermischem Durchgehen neigt. Daher muss der Elektrolyt in der Lage sein, die Überhitzung der Batterie zu unterdrücken, ohne eine hohe Leitfähigkeit aufrechtzuerhalten. Für die Kraftzelle ist das schnelle Laden auch eine wichtige Richtung für die Entwicklung von Elektrolyten.

hochleistungsbatterien erfordern nicht nur eine hohe Festphasendiffusion, Nanokristallisation, um die Ionentransferwege kurz zu machen, die Elektrodendicke und die Verdichtung zu steuern, sondern auch höhere Anforderungen an Elektrolyte: 1, Elektrolytsalz mit hoher Dissoziation; 2, Lösungsmittelverbindungsviskosität ist niedriger; 3, Grenzflächensteuerung - niedrigere Membranimpedanz.

3, Elektrolyt mit breiter Temperatur

Batterien neigen dazu, den Elektrolyten selbst bei hohen Temperaturen zu zersetzen, und die Nebenreaktion zwischen dem Material und der Elektrolytflüssigkeit wird verstärkt. Bei niedrigen Temperaturen können die Ausfällung des Elektrolytsalzes und die SEI-Membranimpedanz der negativen Elektrode exponentiell ansteigen. Der sogenannte Breittemperaturelektrolyseur soll der Batterie ein breiteres Arbeitsumfeld bieten. Die folgende Abbildung zeigt den Siedepunktkontrast und den Erstarrungskontrast verschiedener Lösungsmittel.

4, Sicherheitselektrolyte

Die Sicherheit der Batterie spiegelt sich hauptsächlich in der Verbrennung oder sogar Explosion wider. Erstens ist die Batterie selbst entflammbar. Wenn die Batterie überladen, überentladen und kurzgeschlossen ist, wenn sie externe Akupunktur und Extrusion erhält, wenn die Außentemperatur zu hoch ist, kann dies zu einem Sicherheitsunfall führen. Daher ist Flammschutzmittel eine der Hauptrichtungen bei der Untersuchung sicherer Elektrolyte.

Die Flammschutzfunktion wird durch Zugabe von Flammschutzadditiven in herkömmliche Elektrolyte erhalten. Im Allgemeinen werden Flammschutzmittel aus Phosphor oder Halogen verwendet, und der Preis für Flammschutzadditive ist angemessen und beeinträchtigt die Leistung von Elektrolyten nicht. Darüber hinaus ist die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten bei Raumtemperatur als Elektrolyten in die Forschungsphase eingetreten, die die Verwendung brennbarer organischer Lösungsmittel in Batterien vollständig ausschließen wird. Darüber hinaus weisen ionische Flüssigkeiten die Eigenschaften eines extrem niedrigen Dampfdrucks, einer guten thermischen Stabilität / chemischen Stabilität und einer nicht brennbaren Stabilität auf, was die Sicherheit von Lithiumionenbatterien erheblich verbessert.

5, Elektrolyt mit langem Zyklus

Da es bei der Rückgewinnung von Lithiumbatterien, insbesondere von Leistungsbatterien, immer noch große technische Schwierigkeiten gibt, kann durch eine Verbesserung der Batterielebensdauer diese Situation gemildert werden.

Es gibt zwei Hauptideen für die Untersuchung von Elektrolyten mit langem Zyklus. Eine ist die Stabilität von Elektrolyten, einschließlich thermischer Stabilität, chemischer Stabilität und Spannungsstabilität. Die zweite ist die Stabilität anderer Materialien, die Stabilität bei der Elektrodenbildung, keine Oxidation mit der Membran und keine Korrosion mit der Sammelflüssigkeit erfordert.

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