O le a le electrolyte i totonu o le maa lithium?
eletise eletise
O le eletise i totonu o le maa lithium-o le ave lea o ion i totonu o le maa. E masani ona fausia i masima lithium, solvents organic, ma mea faaopoopo, e pei ona faaalia i le Ata 7-4. E taua tele le sao ole electrolyte ile fa'auluina o ion i le va ole eletise lelei ma le le lelei ole maa lithium-iona, fa'amautinoaina ona lelei e pei ole eletise maualuga ma le malosi fa'apitoa. E masani ona saunia mea faaeletonika i lalo o tulaga ma'oti ma i vaega ma'oti mai so'o -ma'a maualuga, masima lithium, ma mea fa'aopoopo e mana'omia. A'o fa'amauina e mea fa'aeletise le malosi o le ma'a, o le electrolyte e fa'amautu lona ola ta'amilosaga, maualuga ma maualalo le fa'atinoga o le vevela, ma le saogalemu. O le fa'avae fa'avae o le electrolyte e tumau pea le le suia; O mea fou e masani lava o loʻo taoto i le atinaʻeina o masima lithium fou ma faʻaopoopoga, faʻapea foʻi ma le loloto o le malamalama i le faʻaogaina o vailaʻau faʻasolosolo ma masini e aʻafia i maa lithium-ion.
E tele ituaiga masima lithium, e pei ona fa'aalia i le Ata 7-5, ae itiiti lava e fa'aaogaina i ma'a lithium-ion fa'atau pisinisi. O se masima lithium lelei e tatau ona iai mea nei:
1) Fa'ailoga fa'atasiga maualalo, e faigofie ona solu i so'o so'o, fa'amautinoaina le maualuga o le ionic conductivity o le electrolyte.
2) Anion ma le antioxidant ma le faʻaitiitia o le tetee; fa'aitiitiga oloa fa'afaigofie le fa'atūina o se ata mautu, maualalo-tete'e SEI.
3) Lelei mautu vailaʻau, e aunoa ma le faʻatupuina o faʻalavelave faʻaleagaina i mea eletise, electrolytes, poʻo separators.
4) Fa'afaigofie tapenaga, taugofie, leai-o'ona ma leai se filogia-.
LiPF6 o le masima lithium sili ona faʻaaogaina. E ui o ona meatotino ta'itasi e le o se mea e sili ona mata'ina, ae o lo'o fa'aalia ai le tulaga sili ona lelei o le fa'atinoga atoa i carbonate fefiloi so'o eletise eletise. LiPF6 o loʻo i ai tulaga taua nei:
1) Solubility talafeagai ma le maualuga o le fa'aoso ionic i solu-vai.
2) E mafai ona fausia ai se ata tifaga mautu passivation i luga o luga o alumini foil collectors i le taimi nei.
3) E synergistically fausia se fale mautu SEI ata i luga o le graphite electrode luga ma solvents carbonate.
Ae ui i lea, o le LiPF6 e le lelei le mautu o le vevela ma e faigofie ona faʻaleagaina. E mafai ona fa'aleagaina le ata SEI i luga o le eletise, fa'amavae vaega lelei o le eletise, ma ta'ita'ia ai le malosi i le taimi o le uila.
O le LiBF fo'i o se fa'aopoopoga masima lithium e masani ona fa'aaogaina. Fa'atusatusa i le LiPF6, o le LiBF e lautele atu le fa'aogaina o le vevela, sili atu le maualuga-mautu o le vevela, ma le maualuga maualalo-vevela fa'atinoga. LiBF o loʻo i ai le maualuga o le amio, o se faʻamalama eletise eletise, ma le mautu lelei o le vevela. O lona fa'amanuiaga sili o lo'o i totonu o ana ata-fausia mea totino, aua e mafai ona auai sa'o i le fa'avaeina o le ata SEI.
I le fa'atulagaina, o le LiDFOB o lo'o faia i le afa-mole o le LiBOB ma le LiBF, e tu'ufa'atasia ai le lelei o ata lelei-meafaitino fai a le LiBOB ma le lelei maualalo-vevela o le LiBF4. Pe a faatusatusa i le LiBOB, e maualuga atu le solubility o le LiDFOB i solu carbonate laina ma maualuga atu le eletise eletise. O lona maualuga-vevela ma le maualalo-vevela fa'atinoga e sili atu nai lo le LiPF4, ma e lelei le fetaui lelei ma le cathode maa, e fai ai se ata fa'asao i luga o le alumini pepa alumini ma fa'alavelaveina le fa'ama'iina o le electrolyte.
O vaega o le CF₃SO₂ i le fausaga o le LiTFSI e iai le malosi e aveese ai le eletise -a'afiaga, e fa'ateteleina ai le fa'ate'aina o le tau leaga ma fa'aitiitia ai le feso'ota'iga o ion, e i'u ai i le solubility maualuga o le masima. E le gata i lea, o le LiTFSI e maualuga le eletise eletise, maualuga le vevela vevela, ma e le faigofie ona faʻafefeteina; ae ui i lea, o le a matua faaleagaina ai le aoina alumini o loʻo iai nei i voltage i luga aʻe o le 3.7V.
O le fluorine atoms i le LiFSI mole o lo'o i ai le eletise malosi-e aveese ai meatotino, lea e fa'ate'aina ai le tau leaga i luga o le N, e mafua ai le vaivai o le ion association ma faigofie ona vavae ese le Li+, ma o'o atu ai i le maualuga.
O le LiPO2F2 e fa'aalia lelei le fa'atinoina o le vevela -ma fa'aleleia atili le maualuga-vevela o le eletise. I le avea ai o se faʻaopoopoga, e mafai ona fausia ai se ata SEI mauoa i le LixPOyFz ma le LiF i luga o le eletise eletise le lelei, lea e fesoasoani e faʻaitiitia ai le faʻaogaina o fesoʻotaʻiga maa ma faʻaleleia le faʻatinoga o le taamilosaga. Ae ui i lea, o le LiPO2F2 e mafatia foi i le maualalo o le solubility.
O le vaega autu o leeletise eletiseo le solvent organic, lea e faʻamavae ai masima lithium ma maua ai se vaʻa mo ion lithium. E mana'omia e se so'o fa'aola lelei mo se lithium-ion maa electrolyte tulaga nei:
1) maualuga dielectric faifai pea ma malosi fa'amavaega mo masima lithium.
2) Le maualalo o le liusuavai ma le maualuga o le mea e faʻafefe ai, tausia se tulaga vai i luga o le lautele o le vevela.
3) E maualalo le viscosity, fa'afaigofie le felauaiga o le lithium-ion.
4) lelei mautu kemikolo, e le faaleagaina le lelei ma le leaga electrode fausaga pe soloia mea lelei ma le lelei electrode.
5) Maualuluga le moli, saogalemu lelei, taugofie, leai-o'ona ma le-polusi.
O vaifofo masani masani o lo'o fa'aogaina i le lithium-ion electrolytes maa e masani ona vaevaeina i carbonate solvents ma organic ether solvents, e pei ona fa'aalia i le Ata 7-6. Ina ia maua se -maualuga le faatinoga o le lithium-ion battery electrolyte, e masani ona faaaoga se solvent fefiloi e lua pe sili atu fo'i solvent organic, e mafai ai ona felagolagoma'i le tasi ma le isi ma ausia ai le faatinoga atoa lelei. O mea fa'aletino o so'o so'o masani masani o lo'o fa'aalia ile Siata 7-1.
Fuafuaga 7-1 Meatotino Faaletino o Solvents Common Carbonate
| Solvent Organic | Relative Dielectric Constant | Lisi Lisi/ tikeri | Fa'apuna / tikeri | Viscosity Coefficient |
|---|---|---|---|---|
| Ethylene Carbonate (EC) | 89.6 | 37 | 243 | 1.86 |
| Propylene Carbonate (PC) | 64.4 | -55 | 240 | 2.53 |
| Dimethyl Carbonate (DMC) | 0.59 | 2 | 91 | 0.59 |
| Diethyl Carbonate (DEC) | 2.8 | -43 | 126 | 0.75 |
| Ethyl Methyl Carbonate (EMC) | 3.0 | -53 | 108 | 0.65 |
Ole solvents ole ether organic e masani ona aofia ai filifili eter e pei ole 1,2-dimethoxypropane (DMP), dimethoxymethane (DMM), ma le ethylene glycol dimethyl ether (DME), ma cyclic ethers e pei ole tetrahydrofuran (THF) ma le 2-methyltetrahydroTHF (2-Me-THF). Mo filifili ether solvents, o le umi o le filifili carbon, o le sili atu le mautu o vailaau, ae o le maualuga o le viscosity ma le maualalo o le lithium-ion fua faatatau femalagaiga. Ethylene glycol dimethyl ether e mafai ona fausia se chelate mautu (LiPF6 · DME) ma le lithium hexafluorophosphate, faʻaalia le malosi faʻamavae mo masima lithium ma mafua ai le maualuga o le eletise eletise. Ae ui i lea, o le DME e le lelei le mautu o vailaʻau ma e le mafai ona fausia se ata tifaga mautu i luga o le mea o le eletise le lelei.
O vaila'au kaponi e aofia ai carbonate cyclic e pei ole propylene carbonate (PC) ma le ethylene carbonate (EC), ma filifili carbonates e pei ole dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ma le methyl ethyl carbonate (EMC). Ole cyclic carbonates e maualuga le dielectric faifai pea, e sili atu ona soluble masima lithium, ae e maualuga foi le viscosity, e maua ai le maualalo o le lithium -ion rate. O filifili carbonates e maualalo le dielectric faifai pea ma vaivai lithium masima solubility, ae maualalo le viscosity ma lelei le tafe, faafaigofieina le lithium -ion migration.
O ituaiga o mea fa'aopoopo -mu mo le lithium-ion electrolytes o lo'o fa'aalia i le Ata 7-7. O mea fa'aopoopo, fa'aaogaina i ni vaega la'ititi, e iai a'afiaga tetele ma ose auala fa'ataugofie ma fa'atino mo le fa'aleleia atili o le fa'atinoga o ma'a lithium-ion. E ala i le fa'aopoopoina o sina mea fa'aopoopo i le electrolyte o ma'a lithium-ion, e mafai ona fa'aleleia atili uiga fa'atino o le ma'a, e pei o le gafatia e mafai ona toe fa'afo'i, feso'ota'iga electrode/electrolyte, fa'atinoga o le ta'amilosaga, fua fa'atinoga, ma le fa'atinoga o le saogalemu, e iai sona sao taua i maa lithium-ion. O se mea fa'aopoopo eletise eletise eletise lithium-ion e tatau ona i ai uiga nei e fa:
1) Solubility maualuga i solvents organic.
2) O se vaega itiiti e mafai ona faʻaleleia atili se tasi pe sili atu uiga faʻatinoga.
3) Leai ni fa'alavelave fa'aleagaina fa'atasi ma isi vaega maa e a'afia ai le fa'atinoga o le maa.
4) Tau maualalo, leai-o'ona po'o le maualalo oona.
E fa'atatau i a latou galuega, e mafai ona fa'avasega mea fa'aopoopo i mea fa'aopoopo fa'aoso, mea fa'aopoopo e puipuia ai le tau, mea fa'apipi'i mumu, SEI ata-mea fa'aopoopo, mea e puipui ai mea cathode, LiPF6 fa'amautu, ma isi mea fa'aopoopo aoga.
O mea fa'apipi'i fa'aopoopo e fa'aleleia ai le fa'atinoina o ma'a lithium-iona e ala i le fa'amaopoopoina ma ion electrolyte, fa'alauiloa le fa'amavaeina o le masima lithium, ma fa'ateleina le fa'aosoina o le eletise. Talu ai o mea faʻapipiʻi faʻapipiʻi e galue e ala i le faʻamaopoopoina o tali, e taʻua foi o mea faʻapipiʻi ligand, ma ua faʻavasegaina i ligands anionic, ligands cationic, ma ligands neutral e faʻavae i luga o le fesoʻotaʻiga ion.
O mea fa'aopoopo e puipuia ai le tau fa'asili e maua ai le puipuiga tele pe fa'aleleia atili le fa'apalepale i luga ole tau. O lo'o fa'avasegaina i latou i mea fa'aopoopo redox ma fa'aopoopo monomer. I le taimi nei, o mea faʻapipiʻi redox e masani lava o faʻasologa o le anisole, lea e maualuga le gafatia o le redox ma le solubility lelei. Monomer additives e feagai ma le polymerization reactions i lalo ole voltage maualuga, fa'amalo kasa, ma o le polymer e ufiufi ai le mea o le cathode, ma fa'alavelave ai le molia. Monomer additives e masani ona aofia ai mea manogi e pei ole xylene ma le phenylcyclohexane.
O mea fa'apipi'i fa'agata mumu e fa'atino e ala i le fa'atupuina o le mea e fa'amumu ai le eletise po'o le fa'amutaina o le fa'aogaina o filifili fa'amalosi fua e taofia ai le mu. O latou ituaiga o lo'o fa'aalia ile Ata 7-8. O le faʻaopoopoina o mea faʻafefe afi o se tasi lea o auala taua e faʻaitiitia ai le mu o le electrolyte, faʻalauteleina le faʻaogaina o le vevela o maʻa lithium-ion, ma faʻaleleia a latou gaioiga. O le faiga o gaioiga o mea faʻapipiʻi mumu e masani ona lua:
1) E ala i le faia o se mea e fa'amama ai i le va o le vaega o le kesi ma le vaega condensed, latou te taofia le fa'amumu i vaega uma e lua ma le kesi.
2) Latou te puʻeina faʻamalosi fua i le taimi o le faʻafefeteina o le faʻalavelave faʻafefe, faʻamutaina le faʻaogaina o le filifili saoloto e faʻalavelaveina faʻafefe i le va o vaega kesi.
