Sumber: pamimpin énergi anyar, ku
Abstrak: ayeuna, uyah litium dina éléktrolit batré litium-ion komérsial utamana LiPF6 sareng LiPF6 parantos masihan éléktrolit kinerja éléktrokimia anu saé, tapi LiPF6 ngagaduhan stabilitas termal sareng kimia anu goréng, sareng sénsitip pisan kana cai.
Ayeuna, uyah litium dina éléktrolit batré litium-ion komérsial utamina nyaéta LiPF6 sareng LiPF6 parantos masihan éléktrolit kinerja éléktrokimia anu saé.Sanajan kitu, LiPF6 boga stabilitas termal jeung kimia goréng, sarta pohara sénsitip kana cai.Dina aksi jumlah leutik H2O, zat asam kayaning HF bakal decomposed, lajeng bahan positif bakal corroded, sarta elemen logam transisi bakal leyur, sarta beungeut éléktroda négatip bakal hijrah ngancurkeun pilem SEI. , Hasilna nunjukkeun yén pilem SEI terus tumuwuh, nu ngabalukarkeun turunna kontinyu tina kapasitas batré litium-ion.
Pikeun ngatasi masalah ieu, jalma-jalma ngaharepkeun yén uyah litium imida kalayan H2O anu langkung stabil sareng stabilitas termal sareng kimia anu langkung saé, sapertos uyah litium sapertos LiTFSI, lifsi sareng liftfsi, dibatesan ku faktor biaya sareng anion uyah litium. kayaning LiTFSI teu bisa direngsekeun pikeun korosi tina Al foil, jsb, LiTFSI uyah litium teu acan dilarapkeun dina praktekna.Anyar-anyar ieu, VARVARA sharova laboratorium HIU Jerman parantos mendakan cara énggal pikeun nerapkeun uyah litium imide salaku aditif éléktrolit.
Poténsi low éléktroda négatip grafit dina batré Li-ion bakal ngakibatkeun dékomposisi éléktrolit dina beungeut cai, ngabentuk lapisan passivation, nu disebut SEI film.Pilem SEI tiasa nyegah éléktrolit tina dékomposisi dina permukaan négatip, ku kituna stabilitas pilem SEI gaduh pangaruh anu penting dina stabilitas siklus batré litium-ion.Sanaos uyah litium sapertos LiTFSI henteu tiasa dianggo salaku solute éléktrolit komérsial samentawis, éta parantos dianggo salaku aditif sareng parantos ngahontal hasil anu saé.VARVARA sharova percobaan kapanggih yén nambahkeun 2wt% LiTFSI dina éléktrolit bisa éféktif ngaronjatkeun kinerja siklus lifepo4 / batré grafit: 600 siklus dina 20 ℃ jeung turunna kapasitas kirang ti 2%.Dina grup kontrol, éléktrolit kalayan 2wt% VC aditif ditambahkeun.Dina kaayaan anu sarua, turunna kapasitas batré ngahontal kira 20%.
Dina raraga pariksa pangaruh aditif béda dina kinerja batré litium-ion, grup kosong lp30 (EC: DMC = 1: 1) tanpa aditif jeung grup ékspérimén kalawan VC, LiTFSI, lifsi na liftfsi disiapkeun ku varvarvara sharova. masing-masing.Kinerja éléktrolit ieu dievaluasi ku tombol satengah sél sareng sél pinuh.
Gambar di luhur nunjukkeun kurva voltammétri tina éléktrolit kelompok kontrol kosong sareng kelompok ékspérimén.Salila prosés réduksi, urang perhatikeun yén puncak arus anu écés muncul dina éléktrolit gugus kosong sakitar 0.65v, pakait sareng dékomposisi réduksi EC pangleyur.Puncak ayeuna dékomposisi sahiji grup ékspérimén kalawan aditif VC bergeser ka poténsial tinggi, nu utamana kusabab tegangan dékomposisi aditif VC éta leuwih luhur ti EC, Ku alatan éta, dékomposisi lumangsung munggaran, nu ditangtayungan EC.Tapi, kurva voltammétri éléktrolit anu ditambahan sareng aditif LiTFSI, lifsi sareng littfsi henteu béda sacara signifikan ti grup kosong, anu nunjukkeun yén aditif imide henteu tiasa ngirangan dékomposisi pelarut EC.
Gambar di luhur nunjukkeun kinerja éléktrokimia anoda grafit dina éléktrolit anu béda.Ti efisiensi muatan munggaran tur ngurangan, efisiensi coulomb grup kosong nyaéta 93,3%, efisiensi munggaran éléktrolit kalawan LiTFSI, lifsi jeung liftfsi nyaéta 93,3%, 93,6% jeung 93,8%, masing-masing.Sanajan kitu, efisiensi mimiti éléktrolit jeung aditif VC ngan 91,5%, nu utamana kusabab salila intercalation litium munggaran grafit, VC decomposes dina beungeut anoda grafit jeung meakeun leuwih Li.
Komposisi pilem SEI bakal boga pangaruh hébat dina konduktivitas ionik, lajeng mangaruhan kinerja laju batré Li ion.Dina uji kinerja laju, kapanggih yén éléktrolit jeung aditif lifsi jeung liftfsi boga kapasitas rada handap ti éléktrolit séjén dina ngurangan arus tinggi.Dina uji siklus C / 2, kinerja siklus sadaya éléktrolit kalayan aditif imide stabil pisan, sedengkeun kapasitas éléktrolit kalayan aditif VC turun.
Dina raraga evaluate stabilitas éléktrolit dina siklus jangka panjang batré litium-ion, VARVARA sharova ogé disiapkeun LiFePO4 / grafit sél pinuh ku sél tombol, sarta dievaluasi kinerja siklus éléktrolit kalawan aditif béda dina 20 ℃ jeung 40 ℃.Hasil évaluasi dipidangkeun dina tabél ieu di handap.Ieu tiasa katingal tina tabél yén efisiensi éléktrolit sareng aditif LiTFSI nyata langkung luhur tibatan aditif VC pikeun kahiji kalina, sareng kinerja ngabuburit dina 20 ℃ bahkan langkung ageung.Laju ingetan kapasitas éléktrolit sareng aditif LiTFSI nyaéta 98,1% saatos 600 siklus, sedengkeun laju ingetan kapasitas éléktrolit sareng aditif VC ngan ukur 79,6%.Tapi, kauntungan ieu leungit nalika éléktrolit didaur dina 40 ℃, sareng sadaya éléktrolit gaduh kinerja siklus anu sami.
Tina analisis di luhur, teu hese ningali yén kinerja siklus batré litium-ion tiasa ningkat sacara signifikan nalika uyah imide litium dianggo salaku aditif éléktrolit.Dina raraga diajar mékanisme Peta aditif kayaning LiTFSI dina accu litium-ion, VARVARA sharova dianalisis komposisi pilem SEI kabentuk dina beungeut anoda grafit dina éléktrolit béda ku XPS.Gambar di handap nembongkeun hasil analisis XPS pilem SEI kabentuk dina beungeut anoda grafit sanggeus siklus kahiji jeung 50th.Ieu bisa ditempo yén eusi LIF dina pilem SEI kabentuk dina éléktrolit kalawan aditif LiTFSI nyata leuwih luhur ti éta dina éléktrolit kalawan aditif VC.Analisis kuantitatif salajengna ngeunaan komposisi pilem SEI nunjukeun yen urutan eusi LIF dina pilem SEI nyaeta lifsi > liftfsi > LiTFSI > VC > grup kosong sanggeus siklus kahiji, tapi film SEI teu invariable sanggeus muatan munggaran.Saatos 50 siklus, eusi LIF film SEI dina lifsi jeung éléktrolit liftfsi turun masing-masing ku 12% jeung 43%, sedengkeun eusi LIF éléktrolit ditambahkeun jeung LiTFSI ngaronjat ku 9%.
Sacara umum, urang mikir yén struktur mémbran SEI dibagi jadi dua lapisan: lapisan anorganik jero jeung lapisan organik luar.Lapisan anorganik utamana diwangun ku LIF, Li2CO3 sarta komponén anorganik lianna, nu boga kinerja éléktrokimia hadé tur konduktivitas ionik luhur.Lapisan organik luar utamana diwangun ku dékomposisi éléktrolit porous jeung produk polimérisasi, kayaning roco2li, PEO jeung saterusna, nu teu boga panyalindungan kuat pikeun éléktrolit nu, Ku alatan éta, urang miharep yén mémbran SEI ngandung komponén anorganik leuwih.Aditif imide bisa mawa komponén LIF leuwih anorganik kana mémbran SEI, nu ngajadikeun struktur mémbran SEI leuwih stabil, bisa hadé nyegah dékomposisi éléktrolit dina prosés siklus batré, ngurangan konsumsi Li, sarta nyata ngaronjatkeun kinerja siklus batré.
Salaku aditif éléktrolit, utamana aditif LiTFSI, uyah litium imide nyata bisa ngaronjatkeun kinerja siklus batréna.Ieu utamana alatan kanyataan yén pilem SEI kabentuk dina beungeut anoda grafit boga leuwih LIF, thinner tur leuwih stabil pilem SEI, nu ngurangan dékomposisi éléktrolit sarta ngurangan résistansi panganteur.Nanging, tina data ékspérimén ayeuna, aditif LiTFSI langkung cocog pikeun dianggo dina suhu kamar.Dina 40 ℃, aditif LiTFSI teu boga kaunggulan atra leuwih aditif VC.
waktos pos: Apr-15-2021