Litiu-ion tip baterie electrolit
1.1 electrolit lichid
Alegerea electrolitului are o mare influență asupra performanței bateriilor cu litiu-ion. Trebuie să aibă o stabilitate chimică bună, în special la potențiale mai mari și la temperaturi mai ridicate, și are o conductivitate ionică mai mare (> 10-3). ? S / cm) și trebuie să fie inert la materialele anodice și catodice, nu le pot invada. Deoarece bateria litiu-ion are un potențial mare de încărcare și descărcare, iar materialul anodic este încorporat cu un litiu activ chimic, electrolitul trebuie să utilizeze un compus organic și nu poate conține apă. Cu toate acestea, conductivitatea ionică a materiei organice nu este bună, deci o solă conductivă solubilă este adăugată la solventul organic pentru a crește conductivitatea ionică. În prezent, bateriile litiu-ion sunt utilizate în principal ca electroliți. Solvenții sunt substanțe organice anhidre, cum ar fi EC, PC, DMC, DEC, iar majoritatea folosesc solvenți amestecați cum ar fi EC / DMC și PC / DMC. Sărurile conductive sunt LiCIO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6, etc., iar conductivitatea lor este o dată LiAsF6> LiPF6>> LiClO4> LiBF6. LiClO4 este vulnerabil la explozii și alte probleme de siguranță datorită proprietății sale oxidante ridicate. În general, este limitat la cercetarea experimentală. LiAsF6 are o conductivitate ridicată a ionilor și este ușor de purificat și are o bună stabilitate, dar conține toxice As, care este limitată în utilizare; LiBF6 chimie Și stabilitatea termică nu este bună și conductivitatea nu este mare. Deși LiPF6 va fi supus reacției de descompunere, are o conductivitate ionică ridicată, astfel încât bateriile cu litiu ion folosesc practic LiPF6. În prezent, majoritatea electroliților utilizați în bateriile comerciale cu litiu ion folosesc EC / DMC al LiPF6, care are o conductivitate ionică ridicată și o stabilitate electrochimică bună.
2.2 electrolitic solid
Utilizarea litiului metalic direct ca material anod are o capacitate reversibilă ridicată, iar capacitatea sa teoretică este de 3862 mAh · g-1, care este de peste zece ori mai mare decât cea a materialelor din grafit, iar prețul este de asemenea scăzut, ceea ce este considerată atracția optimă a unei noi generații de baterii cu litiu-ion. Materialul anodului va produce litiu dendritic. Utilizarea unui electrolit solid ca conducere a ionilor poate întotdeauna să crească litiul dendritic, făcând posibilă utilizarea litiului metalic ca material anodic. În plus, utilizarea unui electrolit solid evită dezavantajul prea mult scurgeri de electroliți și bateria poate fi transformată într-o baterie mai subțire (cu o grosime de numai 0,1 mm), cu o densitate mai mare de energie și un volum mai mic. Experimentele distructive arată că bateriile litiu-ion de stare solidă au performanțe ridicate de siguranță. După lichidare, încălzire (200 ° C), scurtcircuit și supraîncărcare (600%) și alte experimente distrugătoare, bateriile litiu-ion lichide electrolitice se vor scurge și ar exploda. Probleme sexuale, în timp ce bateriile solide nu au alte probleme de siguranță, cu excepția unei ușoare creșteri a temperaturii interne (<20 °=""> Electroliții polimerici solizi au o bună flexibilitate, forfecare, stabilitate și cost redus. Poate fi folosit ca peliculă de distanțare electrodică pozitivă și negativă și ca electrolit pentru transportul ionic.
Electroliții polimerici solizi sunt în general clasificați într-un electrolit polimeric solid uscat (SPE) și un electrolit polimeric gel (GPE). Spectrele electrolitice polimerice solide SPE se bazează în principal pe oxid de polietilenă (PEO), care are dezavantajul conductivității ionice scăzute și poate ajunge numai la 10-40 cm la 100 ° C. În SPE, conducția de ioni are loc în special în regiunea amorfă, iar transportul este transferat prin mișcarea lanțului de polimeri. PEO este ușor cristalizat datorită regularității înalte a lanțului său molecular, iar cristalizarea reduce conductivitatea ionică. Prin urmare, pentru a crește conductivitatea ionică, pe de o parte, este posibilă reducerea conductivității ionice. Prin urmare, pentru a îmbunătăți conductivitatea ionică, pe de o parte, prin reducerea solubilității polimerului. Reabilitarea, blocarea, reticularea, copolimerizarea și altele asemenea sunt utilizate pentru a distruge proprietățile cristalului de foame ale polimerului, iar conductivitatea ionică a acestuia poate fi remarcabil îmbunătățită. În plus, adăugarea unei săruri compozite anorganice poate crește, de asemenea, conductivitatea ionică. Adăugarea unui solvent organic lichid cu greutate moleculară joasă, cu greutate moleculară mică, cum ar fi PC, la electrolitul polimeric solid poate să îmbunătățească foarte mult solubilitatea sării conductive. Electrolitul format este un electrolit de polimer gel GPE, care are o temperatură îmbunătățită la temperatura camerei. Conductivitatea ionică, dar lichidarea va eșua în timpul utilizării. Bateriile litiu-ion din polimeri Gel au fost comercializate.