Was ist der Unterschied zwischen Propylencarbonat (PC) und Vinylcarbonat (EC) in Lithium-Ionen-Batterien?

Lithium-Ionen-Batterien durch Lithium-Ionen in Lithium-Übergangsmetalloxiden und schlechtem Graphitmaterial zwischen Einbettung und energiespeicherung und -freisetzung. Graphitmaterialien, die in der Lithium-Ionen-Batterieanwendung erreicht werden können, hängen vom Elektrolyten im Abbau ab, um die Oberfläche des Graphitions zu bilden, der die elektronische Leitfähigkeit des Festelektrolyt-Grenzflächenfilms (SEI) nicht leiten kann. Diese Schicht aus Schutzfilm ist weitaus niedriger als die eingebettete Lithiumelektrizität (0,01 V). Elektrolyt und Graphitelektrode stellen die Stabilität wieder her. Dadurch wird sichergestellt, dass das interkalierte Li-Potential ohne Verringerung der Elektrolytzersetzung Lithiumionen reversibel in das Graphitmaterial eingebettet macht.

Wie ist ein so wichtiger SEI? Warum kann ein Elektrolyt-Zersetzungsprodukt einen stabilen SEI-Film bilden, und ein Teil des Elektrolyten liegt unter kontinuierlicher Reduktion der Zersetzung über dem interkalierten Li-Potential, was schließlich zum Zusammenbruch der Graphitschichtstruktur führt? Die typischsten Unterschiede zwischen Die Grenzfläche sollte die Lithium-Ionen-Batterie-Historie sein, die als "Propylencarbonat (PC) - und Ethylencarbonat (EC) -Differenzen" bekannt ist. PC vor der kontinuierlichen Zersetzung des interkalierten Li-Potentials (~ 0,7 V), wodurch die Graphitstruktur schließlich kollabiert und nicht mehr in der Lage ist richtig eingebettetes Lithium. Und EC, seine Molekülstruktur ist nur kleiner als eine Methylstruktur, PC war etwas höher als 0,7 V Potentialaufbau zerfällt, um eine stabile Schicht des SEI-Films zu bilden, wodurch die Zersetzung des Elektrolyten in einem niedrigen Potential gehemmt wird. Damit kann das Lithiumion normal in Graphitmaterial eingebettet werden und austreten.

In den letzten mehr als 20 Jahren haben einige Wissenschaftler versucht, den PC und den Grund für den Unterschied im Verhalten der EU aufzudecken, aber kein Mechanismusmodell kann die Menschen vollständig überzeugen. So wie Zhuang, der vom PC und dem Der Unterschied der EC auf der Elektrodenoberfläche ist auf den PC durch doppelte elektronische Reduktion zurückzuführen. Sie erzeugen direkt Li2CO3 und Propylengas, was zu einer Beschädigung der Graphitschichtstruktur führt. Die EC erfolgt durch Reduktion einzelner Elektronen unter Bildung eines Kohlensäureesterpolymers. konnte jedoch nicht erklären, dass Xu und andere in der PC- und EC-Reduktionsreaktion nachgewiesen wurden. Einzelelektronenreduktionsprodukt Carbonatoligomer experimentelle Ergebnisse. Tasaki argumentiert, dass der Unterschied hauptsächlich auf den eingebetteten PC in der Gesamtbildung des Graphitgehalts zurückzuführen ist [Li (PC) n] + Volumen ist größer als der Abstand zwischen Schichten der Graphitschichtstruktur, also offene Graphitschicht. Und das eingebettete EC-System enthält weniger als das Volumen von Graphit l Dies führt jedoch nicht zur Zerstörung der Graphitschicht. Der Mechanismus erklärt jedoch nicht, dass das Molekülvolumen größer ist als das Verhalten der PC-Grenzfläche. Das Lösungsmittelmolekül ähnelt den experimentellen EC-Phänomenen.

Vor kurzem haben Dr. XingLiDan von der normalen Universität Südchinas, Professor Li, und der gemeinsame Zusammenarbeit des US-Armeelabors Xu Kang (korrespondierender Autor) im Acc. Chem. Res. Veröffentlicht mit dem Titel "Entschlüsselung des Geheimnisses von Ethylencarbonat? Propylencarbonat in Li-Ionen-Batterien". Sie verwenden die quantenchemische Berechnung und die Versuchsmethode. Die Kombination von Elektrolyt aus Lithium-Ionen-Batterien wird im Detail untersucht, um den Solvatisierungsprozess und seine Beziehung zu Die Kompatibilität der Graphit-Grenzfläche ergab, dass das anionische Lithiumsalz-PF6 - der Unterschied zwischen dem Verhalten der PC- und EC-Grenzfläche ist.

Wenn die Spannung der Graphitelektrode abfällt (interkalierte Li-Reaktion, nämlich der Batterieladevorgang), solvatisierte Lithiumion im elektrischen Feld unter der Wirkung der Migration zur Oberfläche der Graphitanode. Weil das Volumen als Lithiumionen-Solvatationsschicht Graphitschicht auf Schichtabstand, Daher muss dies vor dem Einbetten der Solvatation geschehen. Die EC-Lithiumionen-Solvatationsschicht von der Basissystempriorität von der Solvatationsschicht der EC-Molekülform, die PF6 - PF6 - enthält, und die anschließende Reduktionszersetzung bilden einen stabilen SEI-Film, der reich an LiF ist.

PC-basiertes System jedoch Lithium-Ionen-Solvatationsschicht abziehen, um die PC-Moleküle zu entfernen, und PF6 - Wahrscheinlichkeit, um an der reduktiven Zersetzung des PF6 - Gehalts zu beteiligen, zur Bildung des Zersetzungsprodukts mit geringem Gehalt an LiF zu führen Das anschließende Design einer Reihe von Experimenten bewies, dass der niedrige Gehalt an LiF zur Bildung eines PC-basierten Elektrolyt-Zersetzungsprodukts führt, das keine dichte Grundursache für die Stabilität von SEI ist.

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