Odpowiedni trend rozwoju technicznego elektrolitu do akumulatorów litowych 5 Nowa analiza trendów

Elektrolit jest przewodzącym przewodnikiem jonowym pomiędzy biegunem dodatnim a biegunem dodatnim akumulatora. Składa się z elektrolitowej soli litowej, rozpuszczalnika organicznego o wysokiej czystości, niezbędnych dodatków i innych surowców w określonej proporcji. Odgrywa ważną rolę w gęstości energii, gęstości mocy, rozległych zastosowaniach temperaturowych, żywotności cykli i bezpieczeństwie akumulatorów.

Materiał elektrody składający się z powłoki, elektrody dodatniej, elektrody ujemnej, elektrolitu i membrany jest niewątpliwie przedmiotem uwagi i badań ludzi. Ale jednocześnie elektrolit to także aspekt, którego nie można zignorować. W końcu elektrolit, który stanowi 15% kosztu akumulatora, odgrywa kluczową rolę w gęstości energii, gęstości mocy, szerokim zastosowaniu temperaturowym, trwałości cyklu, bezpieczeństwie i innych aspektach akumulatora.

Elektrolit jest przewodnikiem jonowym używanym do przewodzenia między elektrodą dodatnią i ujemną akumulatora. Składa się z elektrolitu litowego i innych surowców, rozpuszczalników organicznych o wysokiej czystości i niezbędnych dodatków w określonej proporcji. W miarę coraz szerszego stosowania akumulatorów litowych wymagania różnych akumulatorów litowych w zakresie elektrolitów są z konieczności różne.

Obecnie dążenie do wysokiej energii właściwej jest największym kierunkiem badań baterii litowych. Zwłaszcza, gdy urządzenia mobilne odgrywają coraz większą rolę w życiu ludzi, a ich najważniejszym parametrem jest trwałość baterii.

Krzem ujemny ma dużą pojemność gramową, na co zwrócono uwagę. Jednak ze względu na swoją ekspansję i zastosowanie, w ostatnich latach jego zastosowanie zmieniło kierunek badań na ujemny węgiel krzemowy, który charakteryzuje się dużą pojemnością gramową i małą zmianą objętości. Różne dodatki błonotwórcze mają różny wpływ na cykl ujemny węgla krzemowego

2. Elektrolit dużej mocy

Obecnie komercyjne akumulatory litowo-elektroniczne mają trudności z osiągnięciem wysokiej ciągłej szybkości rozładowania, głównie dlatego, że ucho elektrody akumulatora jest poważnie nagrzane, a ogólna temperatura akumulatora jest zbyt wysoka ze względu na opór wewnętrzny, który łatwo ulega przegrzaniu. kontrola. Dlatego elektrolit powinien być w stanie zapobiec zbyt szybkiemu przegrzaniu akumulatora, zachowując jednocześnie wysoką przewodność. Ważnym kierunkiem rozwoju elektrolitu jest także szybkie napełnianie.

Akumulator dużej mocy wymaga nie tylko wysokiej dyfuzji materiałów elektrody w fazie stałej, krótkiej ścieżki migracji jonów spowodowanej nanokrystalizacją, kontroli grubości i zwartości elektrody, ale także wyższych wymagań dotyczących elektrolitu: 1. Sól elektrolitowa o wysokiej dysocjacji; 2.2 Mieszanie rozpuszczalników - niska lepkość; 3. Sterowanie interfejsem - niska impedancja filmu.

3. Elektrolit o szerokiej temperaturze

W wysokich temperaturach akumulatory są podatne na rozkład samego elektrolitu i niekorzystne reakcje pomiędzy materiałami a elektrolitem. W niskiej temperaturze może nastąpić wysolenie elektrolitu i dwukrotny wzrost ujemnej impedancji membrany SEI. Tak zwany elektrolit szerokotemperaturowy zapewnia akumulatorowi szersze środowisko pracy. Poniższy rysunek przedstawia porównanie temperatur wrzenia i właściwości krzepnięcia różnych rozpuszczalników.

4. Elektrolit bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo akumulatora przekłada się na spalanie, a nawet eksplozję. Przede wszystkim sam akumulator jest łatwopalny, więc gdy akumulator zostanie przeładowany, nadmiernie rozładowany, zwarty, gdy zostanie ściśnięty zewnętrzny pin, gdy temperatura zewnętrzna będzie zbyt wysoka, może dojść do wypadków. Dlatego też uniepalniacze stanowią ważny kierunek badań nad bezpiecznym elektrolitem.

Funkcja zmniejszania palności jest realizowana poprzez dodanie środka zmniejszającego palność do konwencjonalnego elektrolitu. Powszechnie stosuje się środek zmniejszający palność na bazie fosforu lub halogenu. Jego cena jest rozsądna i nie pogarsza wydajności elektrolitu. Ponadto w fazę badań weszło także zastosowanie cieczy jonowych o temperaturze pokojowej jako elektrolitów, co całkowicie wyeliminuje stosowanie w akumulatorach palnych rozpuszczalników organicznych. Ponadto ciecze jonowe mają wyjątkowo niską prężność par, dobrą stabilność termiczną/chemiczną i właściwości niepalne, co znacznie poprawia bezpieczeństwo baterii litowych.

5. Elektrolit o długim cyklu

Obecnie odzyskiwanie baterii litowych, zwłaszcza odzyskiwanie energii, nadal wiąże się z dużymi trudnościami technicznymi, dlatego wydłużenie żywotności baterii jest sposobem na złagodzenie tej sytuacji.

Elektrolit długookresowy ma dwie ważne koncepcje badawcze. Jednym z nich jest stabilność elektrolitu, w tym stabilność termiczna, stabilność chemiczna i stabilność napięcia; Drugim jest stabilność w przypadku innych materiałów, a warstwa elektrody jest stabilna, membrana jest wolna od utleniania, a gromadzenie się płynu jest wolne od korozji.