Wissen Sie etwas über Lithiumbatterien, Elektrolyte?

Der Elektrolyt einer Lithiumbatterie ist die Wechselwirkung zwischen dem Elektrolyten und dem Elektrodenmaterial in der Batterie. Es hat seine eigene Zersetzungsreaktion und ist an fast allen Reaktionsprozessen beteiligt, die innerhalb der Batterie ablaufen. Gegenwärtig sind die in Lithium-Ionen-Batterien enthaltenen Elektrolyte meist organische Systeme. Im Zustand von Überladung, Überentladung, Kurzschluss und thermischer Einwirkung steigt die Batterietemperatur schnell an, und bei Elektrolyten treten häufig brennbare Probleme auf, die häufig zu Batterien führen. Feuer, sogar Explosion. Derzeit ist das Sicherheitsproblem das größte Hindernis für die Vermarktung von Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Kapazität. Daher ist die Auswahl des geeigneten Elektrolytsystems auch einer der Schlüssel zum Erhalt energiereicher, langzyklischer und sicherer Lithium-Sekundärbatterien.

Elektrolyte sind ein wichtiger Bestandteil von Batterien. Sie wirken als Transportionen und Leitungsströme zwischen positiven und negativen Polen. Aus Sicht der Phase können Lithium-Ionen-Batterieelektrolyte in flüssige, feste und geschmolzene Salzelektrolyte unterteilt werden. Ausgehend von den tatsächlichen Anforderungen des internen Stofftransfers von Lithium-Ionen-Batterien müssen Elektrolyte die folgenden grundlegenden Anforderungen erfüllen:

(1) Ionenleitfähigkeit: Der Elektrolyt hat keine Elektronenleitfähigkeit, muss aber eine gute Ionenleitfähigkeit aufweisen. Im allgemeinen Temperaturbereich liegt die Leitfähigkeit des Elektrolyten zwischen 1 × 10-3 ~ 2 × 10-3S / cm.

(2) Ionenmigrationszahl: Durch den Transport ladungsabhängiger Ionen innerhalb der Batterie kann eine hohe Ionentransportzahl die Konzentrationspolarisation während der Elektrodenreaktion verringern, so dass die Batterie eine hohe Energiedichte und Leistungsdichte erzeugt. Die ideale Lithium-Ionen-Migrationszahl sollte so nahe wie möglich bei 1 liegen.

(3) Stabilität: Wenn der Elektrolyt in direktem Kontakt mit der Elektrode steht, sollten Nebenreaktionen so weit wie möglich vermieden werden. Dies erfordert, dass der Elektrolyt ein gewisses Maß an chemischer Stabilität und thermischer Stabilität aufweist.

(4) Mechanische Festigkeit: Elektrolyte müssen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, um den Massenproduktions- und Verpackungsprozess von Batterien zu erfüllen. Li et al. verwendeten Trimethylphosphatester (TMP) als Additiv zu Gaodianya-Elektrolyten und verwendeten Li1 .2 Mn 0.54 Ni0 .13 Co0 .13O2 als positive Elektrode der Batterie und testeten es. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von 1% TMP zum Elektrolyten die Batterie signifikant verbessern kann. Multiplikationsleistung und Fahrradleistung.

Um die Sicherheitsprobleme wie Leckage, Entflammbarkeit und Explosivität bei herkömmlichen lithiumbatterien zu vermeiden, entwickelt sich das Elektrolytsystem von Lithium-Sekundärbatterien zu einem festen Zustand. Festelektrolyte, auch als schnelle Ionenleiter bekannt, erfordern Elektrolyte mit höherer Ionenleitfähigkeit, niedriger Elektronenleitfähigkeit und niedriger Aktivierungsenergie. Zu den derzeit von Wissenschaftlern untersuchten Festelektrolyten gehören anorganische Festelektrolyte, Festpolymerelektrolyte und Fest-Flüssig-Verbundelektrolyte. In anorganischen Festelektrolyten ist Li + im Fluss und wird durch Löcher und / oder Lücken im Elektrolyten transportiert.

Die Leitung von Festkörperpolymerelektrolyten hängt von der Kettenbewegung der Polymere und der Migration der Lithiumionen ab. Es kann die Verwendung von flüssigen Weichmachern vollständig vermeiden und wird als eine der besten Möglichkeiten zur Lösung der Sicherheitsprobleme von Lithium-Ionen-Batterien angesehen. Festpolymerelektrolyt mit vernetzter Struktur Polyethylen / Polyethylenoxid hat eine hohe Ionenleitfähigkeit (bei 25 ° C & GT; 1,0 × 10 –4 S / cm) und eine überlegene dendritische Wachstumsfähigkeit. Der Verbund aus MFC-Nanofasern (mikrofibrillierte Cellulose) mit dielektrischen Allylmethylalanin-Polymermembranen zeigte ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, und die elektrochemischen Gesamteigenschaften des Materials wurden nicht beschädigt. Es wird erwartet, dass es auf flexible Vollfeststoff-Lithium-Sekundärbatterien angewendet wird.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.