Ano an elektrol ha litium nga baterya?
elektrolyo
An mga elektrolyo ha usa nga litium {{0}iton nga baterya amo an nagdadara hin mga ion ha baterya. Kasagaran nga ginkokomponer ini hin mga asin nga litio, ngan mga pag-abat hin mga organiko, sugad han iginpapakita ha Pigura 7{3}4. An mga elektrolyo may-ada importante nga papel ha pagdumara hin mga ion ha butnga han positibo ngan negatibo nga mga elektrode han usa nga litium {5 }diyon nga pag-away, nga nagsisiguro han mga bentaha hito sugad han hitaas nga boltahe ngan hitaas nga espisipiko nga enerhiya. An mga elektrolita kasagaran nga igin-aandam ha ilarom han espisipiko nga mga kahimtang ngan ha espisipiko nga mga bahin tikang ha hitaas {{8} hin mga organiko nga mga solvent, mga asin nga litio, ngan kinahanglanon nga mga pagdugang. Samtang an mga materyales han elektrode amo an nagdidesisyon han kadamu han enerhiya han baterya, an elektrolyo ha batakan amo an nagdidesisyon han kinabuhi hito han siklo, hitaas ngan hamubo nga pagbuhat han temperatura, ngan katalwasan. An panguna nga komposisyon han elektrol nagpapabilin nga diri gud nagbabag-o; kabag-ohan panguna nga aada ha paghimo hin mga nobela nga mga asin han litio ngan pagdugang, sugad man hin mas hilarom nga pag-intindi han mga proseso han kemikal nga kemikal ngan mga mekanismo nga nahidadabi ha mga baterya han litio-on.
Damo an mga klase hin mga asin nga litio, sugad han iginpapakita ha Figure 7{{1}5, pero gutiay la an ginagamit ha mga baterya nga may-ada mga komersyal nga mga butang. An ideal nga asin nga litium kinahanglan magtag-iya han masunod nga mga kabtangan:
1) Hamubo nga asosasyon nga grado, nga madali matunaw ha mga organiko nga mga solvent, nga nagsisiguro hin hataas nga ionic nga konduktibidad han mga elektrolyo.
2) An mga anion nga mayda antiposibo ngan pag-iban; pag-iban nga mga produkto nga nagpapadali han pagporma hin usa nga kuwadra, hamubo {{ 1}}kreto nga pelikula han SEI.
3) Maupay nga kemikal nga karig-onan, nga diri nagdudurot hin nakakadaot nga mga reaksyon ha bahin nga may-ada mga materyales nga elektrode, mga elektrol, o mga parabulag.
4) Sugo nga proseso han pag-andam, hamubo nga gastos, diri {{{ 1} nakakahilo ngan polusyon{2} waray.
An LiPF6 amo an pinakadamo nga gin-gamit nga litium asin. Samtang an tagsa-tagsa nga mga kabtangan hito diri talagsahon gud, nagpapakita ito hin medyo pinakamaopay nga kabug-osan nga pagbuhat ha karboon nga magkalainlain nga mga elektrolyo. An LiPF6 mayda masunod nga mga panguna nga mga bentaha:
1) Angay nga pagkatunaw ngan hataas nga ionic nga konduktibidad ha non { 1} focus nga mga soltery.
2) Mahimo ini magporma hin marig-on nga pelikula nga nagpapasakop ha bawbaw han alumum nga foil nga mga kolektor.
3) Naghihimo ini hin sinerhikal nga pelikula ha bug-os nga SEI nga pelikula ha bawbaw han elektrode nga may mga solbisyon hin karboon.
Pero an LiPF6 mayda diri maupay nga thermal nga karig-onan ngan madali mag-ubos hin mga reaksyon. Pinaagi han mga produkto mahimo makadaot han pelikula han SEI ha bawbaw han elektrode, matunaw an positibo nga mga aktibo nga mga sangkap han eleksyon, ngan magresulta hin pagkadunot han kapasidad durante han pagbisikleta.
An LiBF usa liwat nga komon nga ginagamit nga asin nga pagduko. Kon itanding ha LiPF6, an LiBF may-ada mas haluag nga operataryo nga range, mas maupay nga hataas {{2} pag-ukoy nga karig-onan, ngan labaw nga hamubo {3} pag-abat hin pagbuhat. An LiBF may-ada hitaas nga konduktibidad, usa nga halapad nga bintana han koryente, ngan maopay nga karig-onan han kapaso. An gidadakui nga bentaha hini aada ha iya pelikula {{6} pag-impormar nga mga kabtangan, kay ini in direkta nga makakaapi han pagporma han pelikula han SEI.
Ha istruktura, an LiDFOB in ginkokomponer hin katunga {0}molekula han LiBOB ngan LiBF, nga nag-uupod han mga bentaha han maupay nga pelikula { 1} naghihimo hin mga kabtangan han LiBOB ngan han maupay nga hamubo {2} pag-arte han pagbuhat han LiBF4. Kun ikukumpara ha LiBOB, an LiDFOB in mayda mas hataas nga pagkatunaw ha mga linear nga mga solvent ngan mas hataas nga elektrolya nga konduktibidad. An hataas {5} pag-abat ngan hamubo {6} mas maupay nga pagbuhat han pagbuhat hini kaysa han LiPF4, ngan ini in mayda maupay nga pagkakaangay ha katterya han baterya, nga naghihimo hin usa nga pelikula nga sakop ha alumino nga bawbaw ngan nakakapugong han elektrolyo nga orango.
An mga grupo han CF ₃SO SO ha LiTFSI may-ada makusog nga elektron {0} nga nag-aagawan hin epekto, nga nagpapagrabe han pag-ubos han negatibo nga akusasyon ngan pag-iban han mga asosasyon nga asosasyon nga nagpapadis han asin. Dugang pa, an LiTFSI may-ada hitaas nga koryente, usa nga hitaas nga temperatura nga pagkadunot, ngan diri masayon nga ma-hidrolyze; pero, ini in magdudunot hin duro nga alumum yana nga mga kolektor ha mga boltahe nga labaw han 3.7V.
An mga atomo han pag-awas ha molekula han LiFSI may-ada marig-on nga mga elektron {0} nga may-ada mga panag-iya nga nakakadani ha mga panag-iya, nga nagriresulta hin negatibo nga akusasyon ngan masayon nga pagbulag han Li +, salit nagtutugway ngadto ha hitaas nga konduktibidad.
An LiPO2F2 nagpapakita hin maupay nga hamubo {2} pag-abat hin pagbuhat ngan liwat an hitaas {3} pag-abat hin elektrolya han elektrolyo. Komo usa nga pagdugang, mahimo ini magporma hin SEI nga pelikula nga riko ha LixPOyFz ngan LiF ha negatibo nga elektrode nga bawbaw, nga nabulig ha pag-iban han pag-ulang han pag-inom hin baterya ngan pagpauswag han pagbuhat han sikolo han baterya. Pero, an LiPO2F2 in nag-aantos gihapon hin hamubo nga pagkatunaw.
An panguna nga sangkap han .likido nga elektrolamo an organiko nga solvent, nga nagtutunaw hin mga asin nga litium ngan naghahatag hin usa nga paradara para hin mga likido. Usa nga ideal nga organiko nga solvent para hin litium {{1}iton nga elektrolya nga kinahanglan magtuman han masunod nga mga kondisyon:
1) Hataas nga dilektrito nga permanente ngan makusog nga pagtunaw nga abilidad para han mga asin han litium.
2) Hamubo nga punto han pagtunaw ngan hitaas nga punto han pagbukal, nga nagtitipig hin likido nga estado ha haluag nga temperatura nga range.
3) Hamubo nga kabangis, nga nagpapasilitar han lisiya {{1} pagdara nga sarakyan.
4) An maupay nga kemikal nga karig-onan, diri nakakadaot han positibo ngan negatibo nga elektrode nga istraktura o pagbungkag han mga positibo ngan negatibo nga mga materyales nga elektrode.
.
An mga komon nga organiko nga mga solstos nga gin-gamit ha litium {0 0} ka mga elektrolya nga baterya ginbahin ngadto hin mga solbisyon hin karboon ngan organiko nga mga solbisyon, sugad han iginpapakita ha Figura 7 {2}6. Para makakuha hin hataas {3} pag-ayos nga elektronio-ion nga elektrol, usa nga magkalainlain nga solbisyon nga may-ada duha o sobra pa nga mga organiko nga mga solvent an kasagaran nga ginagamit, nga nagtutugot ha ira nga magkumpleto ha kada tagsa ngan makab-ot an mas maupay nga kabug-usan nga pagbuhat. An mga pisikal nga mga kinaiya han komon nga mga solbisyon in iginpapakita ha Table 7-1.
Lamesa 7-1 Pisikal nga mga Kabtang han Komon nga Karbon nga mga Solvent .
| Organiko nga Pagluwas . | Relasyon nga Dielektriko nga Pirme . | Pagtunaw nga Punto/ grado | Pagbukal nga Punto/ grado | Komepisyensya ha Pagdaog . |
|---|---|---|---|---|
| Ethhthlene Carbonite (EC) | 89.6 | 37 | 243 | 1.86 |
| Proplene Carbonete (PC) | 64.4 | -55 | 240 | 2.53 |
| Dimethyl Carbonate (DMC) | 0.59 | 2 | 91 | 0.59 |
| Dietyl Carbonate (EDOC) | 2.8 | -43 | 126 | 0.75 |
| Ethhyl Methyl Carbonate (EMC) | 3.0 | -53 | 108 | 0.65 |
An mga nasolbar han mga tawo labi na nga nag-uupod hin mga kadena nga mga tea sugad hin 1,2 {4} pag-ukoy nga may-ada mga kadena (DMP), dimetomethane (DMM), ngan ethylene nga glileo nga nag-uuwang ha sugad nga panahon (DME), ngan siklo nga sugad han mga sterhyternteryar han Orkulo (DMME). (2-MiTHF). Para han mga kadena nga mga solusyonan, kon mas maiha an kadena han carbon, mas maopay an kemikal nga karig-onan, kondi kon mas hitaas an kamadarahog ngan mas hamubo an kadagmitan han pagbalhin han mga litio. An Ethhthlene gllene nga pag-ulpot nga pag-uswag mahimo maghimo hin medyo marig-on nga chelate (LiPF6·DME) nga may litio nga hexuorophospate, nga nagpapakita hin makusog nga pagtunaw han gahum para hin mga asin nga litio ngan pagresulta hin hitaas nga elektrolyo nga paggawi. Kondi, an DME may-ada diri maopay nga kemikal nga karig-onan ngan diri makakahimo hin marig-on nga pelikula nga nagpapasakop ha bawbaw han negatibo nga materyal nga elektrode.
An mga solbisyon ha karbonarte han karbonarte han karbonarte (PC) ngan PC) ngan ethylene nga karbonarte (EC), ngan kadena nga mga karbonar sugad han dimetyl carbonite (DMC), ngan meto karbonate han karbonate (DOC), ngan may kadena nga karbonate. An mga siklo nga mga karbon may-ada hitaas nga dilektrito nga diri-nabag-o, nga naghihimo hin mga asin han litium nga mas matunaw, kondi may-ada liwat ito hitaas nga bisyo, nga nagriresulta hin mas hamubo nga litio {1} pag-alog han kalaksi han pagbalhin. An mga karbonarte han kadena mayda hamubo nga dilektrito nga diri nagbabag-o ngan maluya nga asin nga asin nga katunaw, pero hamubo nga kabangis ngan maupay nga pag-awas, nga nagpapasilitar han litiyum {{3} pagbalhin han pagbalhin.
An mga klase hin laga {0} }rebate nga mga pagdugang para hin litiumum { 1} pag-iikara nga mga elektrolyo in iginpapakita ha Pigura 7{3}7. An mga adbotibo, nga ginagamit ha gutiay nga kantidad, may-ada mahinungdanon nga mga epekto ngan may-ada ekonomiko ngan praktikal nga paagi para han pagpauswag han pagbuhat han litium {{5} ka mga baterya. Pinaagi han pagdugang hin gutiay nga dosis hin mga pagdugang ha elektrolyo han litium {6} mga baterya nga mga baterya, an pipira nga mga kinaiya hin pagbuhat hin baterya in partikular nga mapauswag, sugad han pag-iba-iba nga kapasidad, pagbuhat hin mga elektrode/pagbuhat han siklo, pagbuhat hin sikolo, an pagbuhat hin mga ratis, nga pagbuhat hin usa nga importante nga papel ha litium, nga pagbuhat hin usa nga importante nga papel ha litium nga mga baterya. An ideal nga litio-ion nga elektrolyo nga nagdudugang kinahanglan magtag-iya han masunod nga upat nga mga kinaiya:
1) Hataas nga pagkatunaw ha mga organiko nga mga soltery.
2) An gutiay nga kantidad in makakapaupay hin dako hin usa o damo pa nga mga kinaiya han pagbuhat.
3) Waray nakakadaot nga mga reaksyon ha iba nga bahin han iba nga mga sangkap han baterya nga nakakaapekto ha pagbuhat han baterya.
4) Hamubo nga gastos, diri {{ 1} nakakahilo o hamubo nga pagkahilo.
Base han ira pag-andar, an mga pagdugang hin mga kategotibo ngadto hin mga konduktibo nga mga pagdugang, sobra nga pagdugang han mga pag-abat hin bayad, mga pag-undang han kalayo {0} nga nagporma hin mga addedtibo, mga kathuron nga mga proteksyon han mga butang, LiPFF6 nga mga estadyo, ngan iba pa nga mga adulto ha pag-andar.
An mga konduktibo nga pagdugang nagpapauswag han pagbuhat han kadagmitan han litium {0} ka mga baterya pinaagi hin pakig-usa ha mga elektrolyo, ngan pag-aghat hin pagkatunaw han litio, ngan pagdugang hin elektrolyo nga konduktibidad. Tungod kay an konduktibo nga pagdugang nagtatrabaho pinaagi han mga reaksyon han koordinasyon, gintatawag liwat hira nga mga adminika, ngan ginklasipikar ha mga aniiko nga mga lirano, mga lidyo nga may-ada mga neutral, ngan mga neutral nga mga lirano nga iginbasar ha pakig-upod.
An sobra nga pagpanalipod nga pagpanalipod naghahatag hin sobra nga pagpanalipod o pagpauswag han pag-antos han sobra nga pag-abat. Ginklasipikar hira ha mga butang nga gindudugngan hin redx ngan mga pagduko han monomer. Ha pagkayana, an mga redding addedtivities in panguna nga mga serye han anisole, nga mayda hataas nga mga potensyal nga pulax ngan maupay nga pagkatunaw. Gindudugtong han Monomer an mga reaksyon han polimerization ha ilarom han hitaas nga boltahe, pagpagawas hin mga gas, ngan an polimer nag-uulang han katod nga bawbaw, nga nag-uulang han pag-charge. An Monomer in nagdudugang labi na han mga mahumot nga mga kompununsyado sugad han xylene ngan terylclohe.
An mga pag-abat hin pag-uswag han kalayo pinaagi han pagpahitaas han punto han pagsiga han elektrolyo o pagtapos han libre nga radikal nga reaksyon nga kadena nga nakakapugong han pagkasunog. An ira mga klase iginpapakita ha Pigura 7{{2}8. An pagdugang hin mga pag-uyog han kalayo usa han mga importante nga paagi ha pag-iban han pag-ubos han mga elektrolyo, nga nagpapahaluag han nagios nga temperatura nga range han mga baterya han litio-ion, ngan mapauswag an ira pagbuhat. An mga mekanismo han pagbuhat han mga pagdugang han kalayo amo an panguna nga duha ka bahin:
1) Pinaagi han paghimo hin nakakainsulto nga layer ha butnga han gas nga hugna ngan han gin-ubos nga hugna, ira ginpupugngan an pagkasunog ha mga hugna nga may mga kondehador ngan gas.
2) Nakukuha nira an mga libre nga radikal ha proseso han reaksyon han pagkasunog, nga nagtatapos han libre nga radikal nga reaksyon nga nagpupugong han mga reaksyon han pagkasunog ha butnga han mga hugna han gas.
