Електролитът е един от четирите ключови материала на литиево-йонни батерии (катод, анод, диафрагма, електролит), електролитът на литиево-йонната батерия е носител на предаването на йони в батерията, играе жизненоважна роля. Електролитът на литиево-йонната батерия обикновено се състои от литиева сол и органични разтворители.
Ролята на електролита
Електролит, голямата класификация може да бъде в съответствие с течен електролит, твърд електролит и гел електролит; течен електролит, може да бъде разделен на органичен електролит и неорганичен електролит. В момента най-широко използваният е течният органичен електролит.
Електролитът прелива вътре в кутията на батерията, положителните и отрицателните електроди на батерията и диафрагмата са потопени в нея. От една страна, електролитът осигурява част от активните литиеви йони, които се използват като проводими йони по време на зареждане и разреждане. От друга страна, електролитът осигурява йонни канали или носители, в които литиевите йони могат да се движат сами.
Електролитът на литиево-йонната батерия е носителят на йонния транспорт в батерията. Между положителните и отрицателните електроди на литиево-йонните батерии играят ролята на проводящи йони, като положителния електрод и отрицателния електрод на "любовната връзка" между литиево-йонната батерия за получаване на високо напрежение, висока специфична енергия и други предимства на гаранцията.
Основните компоненти на електролита на литиево-йонната батерия
Електролитът обикновено се състои от органични разтворители с висока чистота, електролитна литиева сол, необходимите добавки и други суровини, при определени условия, според определена пропорция на препарата. Основните компоненти на електродния разтвор на литиево-йонната батерия са следните седем:
1. винил карбонат: молекулна формула: C3H4O3, полупрозрачна безцветна течност (>35 ℃), стайна температура за кристалното твърдо вещество, е добър разтворител за полиакрилонитрил, поливинилхлорид.
2. Пропилен карбонат, безцветен и без мирис, или светложълта полупрозрачна течност, разтворима във вода и въглероден тетрахлорид, смесима с етер, ацетон, бензен и т.н. Този продукт трябва да се съхранява на хладно, проветриво, сухо място, далеч от източници на запалване, в съответствие с общите разпоредби за съхранение и транспортиране на нискотоксични химикали.
3. Диетилкарбонат, безцветна течност, лек мирис; налягане на парите 1.33kPa/23.8℃; точка на възпламеняване 25 ℃ (запалимата течност може да се изпари и да изтече във въздуха.
4. Диметил карбонат, е нетоксичен, екологично чист, широко използван химически суровини; в същото време има по-висока температура на изпарение и по-бърза скорост на изпарение.
5. Метил етил карбонат, безцветна и полупрозрачна течност, високотехнологичен химически продукт с висока добавена стойност, появяващ се през последните години, отличен разтворител за електролит на литиева батерия, този продукт трябва да се съхранява на хладно, проветриво и сухо място, според към разпоредбите за съхранение и транспортиране на запалими химикали.
6. Литиев хексафлуорофосфат, бял кристал или прах, силно разслояване; анализиран при излагане на въздух или нагряване, литиевият хексафлуорофосфат се анализира бързо във въздуха поради действието на водните пари, когато е изложен на въздух или нагряване, освобождавайки PF5 и изпускайки бели изпарения.
7. Фосфорният пентафлуорид е съединение на фосфорен халид. Фосфорният пентафлуорид е безцветен газ без мирис при стайна температура и налягане и е силно дразнещ кожата, очите и лигавиците. Фосфорният пентафлуорид се използва като катализатор за реакции на полимеризация.
Как електролитът на литиево-йонната батерия влияе върху качеството на батерията?
За да определи ефекта на електролитите върху литиево-йонните батерии, изследователският екип направи свързани тестове, използвайки LiTFSI и LiFSI, които са два много сходни електролита, с изключение на това, че LiFSI съдържа по-малко въглерод и флуор от LiTFSI. Те използваха оборудването в екологичната молекулярна лаборатория, за да отчитат постоянно енергията от зареждането и разреждането на батерията и накрая изследваха разлагането на електродите.
Те откриха, че в литиево-серни батерии с LiTFSI като електролит, литиевите атоми са свързани със серни атоми, образувайки литиев сулфид (LiSx) на повърхността на електрода. Когато LiFSI се използва като електролит, се образува литиев сулфат (LiSOx). Чрез изчисляване на плътността на свързване на двете литиеви съединения те откриха, че литиевият сулфид лесно се разрушава, за да се освободи литий. Въпреки това, литиевият сулфат е труден за отделяне, така че кислородният елемент в литиевия сулфат е виновникът.
Чрез комбиниране на макроскопично композиционно разлагане със симулации можем да видим кои връзки са склонни към скъсване и какво се случва, ако една химическа връзка се скъса." Д-р Джи-Гуанг (Джейсън) Джан, който ръководи изследването в Националната лаборатория, каза: " Този процес ни позволява да идентифицираме поведението на електролита, което ни води до проектиране на по-добър електролит и подобряване на жизнения цикъл на литиево-серните батерии.
Какви са предимствата на електролитните съставки на литиево-йонната батерия?
а. Висока йонна проводимост, която обикновено трябва да бъде 1x10-3~2x10-2S/cm.
b. Висока термична и химическа стабилност, в широк диапазон на напрежението не се случва разделяне;
° С. Широк електрохимичен прозорец, поддържа стабилността на електрохимичните характеристики в широк диапазон от напрежения;
д. Добра съвместимост с други части на батерията като електродни материали, електроден колектор и диафрагма.
д. Безопасен, нетоксичен, незамърсяващ.
Горното е специфичен анализ на състава на електролита на литиево-йонната батерия, по-голямата част от електролита, използван в търговските литиево-йонни батерии LiPF6 EC/DMC, който има висока йонна проводимост и добра електрохимична стабилност. Като цяло ролята на електролита на литиево-йонната батерия е много голяма и перспективите за неговото развитие също са много широки.
