Litija jonu akumulatora elektrolīta tips
1.1 šķidrais elektrolīts
Elektrolīta izvēlei ir liela ietekme uz litija jonu bateriju darbību. Tam ir jābūt labai ķīmiskai stabilitātei, jo īpaši ar augstākiem potenciāliem un augstākas temperatūras apstākļiem, un tai ir augstāka jonu vadītspēja (> 10-3). S / cm), un tiem jābūt inertiem pret anodu un katodu materiāliem, tos nevar iebrukt. Tā kā litija jonu akumulatoram ir augsts uzlādes un izlādes potenciāls, un anoda materiāls ir iestrādāts ķīmiski aktīvā litijā, elektrolītam jāizmanto organisks savienojums un tas nedrīkst saturēt ūdeni. Tomēr organisko vielu jonu vadītspēja nav laba, tāpēc organiskais šķīdinātājs pievieno šķīstošo vadošo sāli, lai palielinātu jonu vadītspēju. Pašlaik litija jonu baterijas galvenokārt izmanto kā elektrolītus. Šķīdinātāji ir bezūdens organiskās vielas, piemēram, EC, PC, DMC, DEC, un lielākā daļa no tām izmanto tādus šķīdinātājus kā EC / DMC un PC / DMC. Vadošie sāļi ir LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6 utt., Un to vadītspēja ir vienreiz LiAsF6>? LiPF6>? LiClO> 4> LiBF6. LiClO4 ir neaizsargāts pret sprādzieniem un citām drošības problēmām, pateicoties tās augstajam oksidējošajam īpašumam. Tas parasti attiecas tikai uz eksperimentāliem pētījumiem. LiAsF6 ir augsta jonu vadītspēja un to ir viegli tīrīt un tai ir laba stabilitāte, bet tajā ir toksisks As, kas ir ierobežots lietošanā; LiBF6 ķīmija Un termiskā stabilitāte nav laba un vadītspēja nav augsta. Lai gan LiPF6 būs sadalīšanās reakcija, tai ir augsta jonu vadītspēja, tāpēc litija jonu baterijas pamatā izmanto LiPF6. Pašlaik lielākajā daļā komerciālajos litija jonu akumulatoros izmantoto elektrolītu izmanto LiPF6 EC / DMC, kam ir augsta jonu vadītspēja un laba elektroķīmiskā stabilitāte.
2.2. Cietais elektrolīts
Metāla litija izmantošanai tieši kā anoda materiālam ir augsta atgriezeniskā jauda, un tās teorētiskā jauda ir tik augsta kā 3862 mAh · g-1, kas ir vairāk nekā desmit reizes lielāka nekā grafīta materiāliem, un cena arī ir zema, kas ir arī zema. tiek uzskatīts par optimālu litija jonu bateriju jaunās paaudzes piesaisti. Anoda materiāls radīs dendrītu litiju. Cietā elektrolīta izmantošana, jo jonu vadība vienmēr var augt dendritiskā litija veidā, ļaujot izmantot metālu litiju kā anoda materiālu. Turklāt cietā elektrolīta izmantošana novērš pārāk daudz elektrolītu noplūdes, un akumulatoru var veidot par plānāku (tikai 0,1 mm biezu) augstas enerģijas akumulatoru ar augstāku enerģijas blīvumu un mazāku tilpumu. Destruktīvie eksperimenti liecina, ka cietvielu litija jonu akumulatoriem ir augsta drošības veiktspēja. Pēc likvidācijas, apsildes (200 ° C), īssavienojuma un pārslodzes (600%) un citu destruktīvu eksperimentu šķidrās elektrolīta litija jonu baterijas noplūdīs un eksplodē. Seksuālas problēmas, bet cietvielu baterijām nav citu drošības problēmu, izņemot nelielu iekšējās temperatūras paaugstināšanos (<20 °=""> Cietā polimēra elektrolītiem ir laba elastība, veidojamība, stabilitāte un zemas izmaksas. To var izmantot kā pozitīvu un negatīvu elektrodu starpliku un kā elektrolītu jonu transportēšanai.
Cieto polimēru elektrolītu parasti klasificē sausā cietā polimēra elektrolītā (SPE) un gēla polimēra elektrolītā (GPE). SPE cietie polimēru elektrolīti galvenokārt balstās uz polietilēna oksīdu (PEO), kam ir zems jonu vadītspējas trūkums un var sasniegt tikai 10-40 cm 100 ° C temperatūrā. SPE gadījumā jonu vadība notiek galvenokārt amorfā reģionā, un transportēšanu pārnes polimēra ķēdes kustība. PEO ir viegli kristalizēts, pateicoties tās molekulārās ķēdes augstajai regularitātei, un kristalizācija samazina jonu vadītspēju. Tāpēc, lai palielinātu jonu vadītspēju, no vienas puses, ir iespējams samazināt jonu vadītspēju. Tāpēc, lai, no vienas puses, uzlabotu jonu vadītspēju, samazinot polimēra šķīdību. Lai iznīcinātu polimēra bada kristālu īpašības, tiek izmantota potēšana, bloks, šķērssaistīšana, kopolimerizācija un tamlīdzīgi, un to jonu vadītspēju var ievērojami uzlabot. Turklāt neorganiskā sāls pievienošana var arī palielināt jonu vadītspēju. Augstas dielektriskās konstantas zemas molekulmasas šķidro organisko šķīdinātāju, piemēram, PC, pievienošana cietajam polimēra elektrolītam var ievērojami uzlabot vadošā sāls šķīdību. Izveidotais elektrolīts ir GPE gela polimēra elektrolīts, kam ir uzlabota temperatūra istabas temperatūrā. Jonu vadītspēja, bet lietošanas laikā likvidācija neizdosies. Gēla polimēra litija jonu baterijas ir realizētas.