ምንጭ፡ አዲስ ኢነርጂ መሪ፣ በ
አጭር፡ በአሁኑ ጊዜ በንግድ ሊቲየም-አዮን ባትሪ ኤሌክትሮላይት ውስጥ ያሉት የሊቲየም ጨዎች በዋነኛነት LiPF6 እና LiPF6 ለኤሌክትሮላይት እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈጻጸም ሰጥተውታል፣ ነገር ግን LiPF6 ደካማ የሙቀት እና የኬሚካል መረጋጋት አለው፣ እና ለውሃ በጣም ስሜታዊ ነው።
በአሁኑ ጊዜ በንግድ ሊቲየም-አዮን ባትሪ ኤሌክትሮላይት ውስጥ ያሉት የሊቲየም ጨዎች በዋናነት LiPF6 እና LiPF6 ለኤሌክትሮላይት እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈፃፀም ሰጥተውታል።ይሁን እንጂ LiPF6 ደካማ የሙቀት እና የኬሚካል መረጋጋት አለው, እና ለውሃ በጣም ስሜታዊ ነው.በ H2O አነስተኛ መጠን ያለው የአሲድ ንጥረ ነገሮች እንደ ኤችኤፍ (HF) ይበላሻሉ, ከዚያም አወንታዊው ንጥረ ነገሮች ይበላሻሉ, እና የሽግግሩ የብረት ንጥረ ነገሮች ይሟሟሉ, እና የሴአይ ፊልም ለማጥፋት አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ይፈልሳሉ. , ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የ SEI ፊልም ማደጉን ይቀጥላል, ይህም የሊቲየም-አዮን ባትሪዎችን አቅም ወደ የማያቋርጥ ውድቀት ያመራል.
እነዚህን ችግሮች ለማሸነፍ ሰዎች የኢሚድ ሊቲየም ጨዎችን በተረጋጋ ኤች.ኦ.ኦ እና የተሻለ የሙቀት እና ኬሚካላዊ መረጋጋት እንደ ሊቲየም ጨው ያሉ እንደ LiTFSI ፣ lifsi እና liftfsi ያሉ በዋጋ ምክንያቶች እና በሊቲየም ጨዎች ውስጥ የተገደቡ ናቸው ብለው ተስፋ አድርገው ነበር። እንደ LiTFSI ለአል ፎይል ዝገት ወዘተ ሊፈታ አይችልም፣ የLiTFSI ሊቲየም ጨው በተግባር አልተተገበረም።በቅርቡ የጀርመን HIU ላብራቶሪ VARVARA ሻሮቫ የኢሚድ ሊቲየም ጨዎችን እንደ ኤሌክትሮላይት ተጨማሪዎች አዲስ መንገድ አግኝቷል።
በ Li-ion ባትሪ ውስጥ ያለው የግራፋይት አሉታዊ ኤሌክትሮድ ዝቅተኛ አቅም ወደ ኤሌክትሮላይት መበስበስ ይመራል ፣ ይህም የ SEI ፊልም ይባላል ።የ SEI ፊልም ኤሌክትሮላይት በአሉታዊው ገጽ ላይ እንዳይበሰብስ ይከላከላል, ስለዚህ የ SEI ፊልም መረጋጋት በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ዑደት መረጋጋት ላይ ወሳኝ ተጽእኖ አለው.ምንም እንኳን እንደ LiTFSI ያሉ የሊቲየም ጨዎችን እንደ የንግድ ኤሌክትሮላይት መሟሟት ለጥቂት ጊዜ መጠቀም ባይቻልም እንደ ተጨማሪዎች ጥቅም ላይ ውሏል እና በጣም ጥሩ ውጤቶችን አግኝቷል.የቫራቫራ ሻሮቫ ሙከራ እንደሚያሳየው በኤሌክትሮላይት ውስጥ 2wt% LiTFSI መጨመር የህይወት ፖ4/ግራፋይት ባትሪን የዑደት አፈፃፀም በብቃት ሊያሻሽል ይችላል፡ 600 ዑደቶች በ20 ℃ እና የአቅም ማሽቆልቆሉ ከ2% በታች ነው።በቁጥጥር ቡድን ውስጥ ኤሌክትሮላይት ከ 2wt% VC ተጨማሪ ጋር ይጨመራል.በተመሳሳዩ ሁኔታዎች የባትሪው አቅም መቀነስ ወደ 20% ገደማ ይደርሳል.
የተለያዩ ተጨማሪዎች በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች አፈፃፀም ላይ ያለውን ተጽእኖ ለማረጋገጥ ባዶው ቡድን lp30 (EC: DMC = 1: 1) ያለ ተጨማሪዎች እና የሙከራ ቡድን ከ VC, LiTFSI, lifsi እና liftfsi ጋር በቫርቫርቫራ ሻሮቫ ተዘጋጅቷል. በቅደም ተከተል.የእነዚህ ኤሌክትሮላይቶች አፈፃፀም በአዝራር ግማሽ ሴል እና ሙሉ ሴል ተገምግሟል።
ከላይ ያለው ምስል ባዶ መቆጣጠሪያ ቡድን እና የሙከራ ቡድን ኤሌክትሮላይቶችን የቮልታሜትሪክ ኩርባዎችን ያሳያል.ቅነሳ ሂደት ወቅት, እኛ EC የማሟሟ ያለውን ቅነሳ መበስበስ ጋር የሚጎዳኝ, ስለ 0.65v ላይ ባዶ ቡድን ኤሌክትሮ ውስጥ ግልጽ የአሁኑ ጫፍ, ታየ መሆኑን አስተውለናል.የሙከራ ቡድን ከ VC ተጨማሪ ጋር ያለው የመበስበስ የአሁኑ ጫፍ ወደ ከፍተኛ እምቅነት ተሸጋግሯል, ይህም በዋነኝነት የ VC ተጨማሪው የመበስበስ ቮልቴጅ ከ EC ከፍ ያለ ስለሆነ ነው, ስለዚህም መበስበስ በመጀመሪያ ተከስቷል, ይህም ECን ይከላከላል.ነገር ግን፣ በ LiTFSI፣ lifsi እና littfsi ተጨማሪዎች የተጨመረው የኤሌክትሮላይት የቮልታሜትሪክ ኩርባዎች ከባዶ ቡድን ጋር በእጅጉ የሚለያዩ አልነበሩም፣ ይህም የኢሚይድ ተጨማሪዎች የኢ.ሲ.ሲ ሟሟ መበስበስን ሊቀንስ እንደማይችል ያመለክታል።
ከላይ ያለው ምስል በተለያዩ ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ የግራፋይት አኖድ ኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈፃፀም ያሳያል.ከመጀመሪያው ክፍያ እና ፍሳሽ ቅልጥፍና ፣ ባዶ ቡድን የ coulomb ቅልጥፍና 93.3% ነው ፣ የኤሌክትሮላይቶች የመጀመሪያ ቅልጥፍና ከ LiTFSI ፣ lifsi እና liftfsi ጋር 93.3% ፣ 93.6% እና 93.8% ናቸው ።ይሁን እንጂ የኤሌክትሮላይቶች ከቪሲ ተጨማሪዎች ጋር የመጀመሪያው ቅልጥፍና 91.5% ብቻ ነው, ይህም በዋነኝነት በመጀመርያው የሊቲየም የግራፋይት መቆራረጥ ወቅት ቪሲ በግራፋይት አኖድ ላይ ስለሚበሰብስ እና የበለጠ ሊ ይበላል.
የ SEI ፊልም ቅንብር በ ionic conductivity ላይ ትልቅ ተጽእኖ ይኖረዋል, ከዚያም የ Li ion ባትሪ ፍጥነትን ይነካል.በፍጥነት አፈጻጸም ፈተና፣ ሊፍሲ እና ሊፍትፍሲ ተጨማሪዎች ያሉት ኤሌክትሮላይት በከፍተኛ የወቅቱ ፈሳሽ መጠን ከሌሎች ኤሌክትሮላይቶች ትንሽ ያነሰ አቅም እንዳለው ተረጋግጧል።በ C / 2 ዑደት ሙከራ ውስጥ የሁሉም ኤሌክትሮላይቶች ከአይሚድ ተጨማሪዎች ጋር የዑደት አፈፃፀም በጣም የተረጋጋ ሲሆን የኤሌክትሮላይቶች ከ VC ተጨማሪዎች ጋር ያለው አቅም እየቀነሰ ይሄዳል።
በሊቲየም-አዮን ባትሪ የረዥም ጊዜ ዑደት ውስጥ የኤሌክትሮላይትን መረጋጋት ለመገምገም ቫራቫራ ሻሮቫ በተጨማሪም LiFePO4/graphite ሙሉ ሴል በአዝራር ሴል አዘጋጅቶ በተለያዩ ተጨማሪዎች የኤሌክትሮላይቶችን የዑደት አፈፃፀም በ20 ℃ እና 40 ℃ ገምግሟል።የግምገማ ውጤቶቹ ከዚህ በታች ባለው ሠንጠረዥ ውስጥ ይታያሉ.ከሠንጠረዡ ላይ ሊታይ የሚችለው የኤሌክትሮላይት ብቃቱ ከ LiTFSI ተጨማሪዎች ጋር ለመጀመሪያ ጊዜ ከ VC ተጨማሪ ጋር ሲነፃፀር በከፍተኛ ደረጃ ከፍ ያለ ነው, እና በ 20 ℃ ላይ ያለው የብስክሌት አፈፃፀም እጅግ በጣም አስደናቂ ነው.ኤሌክትሮላይት ከ LiTFSI ተጨማሪዎች ጋር ያለው የአቅም ማቆየት መጠን ከ 600 ዑደቶች በኋላ 98.1% ነው ፣ የኤሌክትሮላይት አቅም ከቪሲ ተጨማሪ ጋር 79.6% ብቻ ነው።ነገር ግን ይህ ጥቅም የሚጠፋው ኤሌክትሮላይት በ 40 ℃ ሲሽከረከር ነው፣ እና ሁሉም ኤሌክትሮላይቶች ተመሳሳይ የብስክሌት አፈፃፀም አላቸው።
ከላይ ካለው ትንታኔ የሊቲየም ኢሚድ ጨው እንደ ኤሌክትሮላይት ተጨማሪ ጥቅም ላይ ሲውል የሊቲየም-አዮን ባትሪ ዑደት አፈፃፀም በእጅጉ ሊሻሻል እንደሚችል ለመረዳት አስቸጋሪ አይደለም.በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ውስጥ እንደ LiTFSI ያሉ ተጨማሪዎችን ተግባር ለማጥናት VARVARA sharova በተለያዩ ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ በግራፋይት አኖድ ላይ የተፈጠረውን የ SEI ፊልም ጥንቅር በ XPS ተንትኗል።የሚከተለው ምስል ከመጀመሪያው እና ከ 50 ኛ ዑደቶች በኋላ በግራፋይት አኖድ ላይ የተሰራውን የ SEI ፊልም የ XPS ትንታኔ ውጤቶችን ያሳያል።በኤሌክትሮላይት ውስጥ ከ LiTFSI ተጨማሪዎች ጋር በተሰራው የ SEI ፊልም ውስጥ ያለው የ LIF ይዘት ከ VC ተጨማሪ ጋር ካለው ኤሌክትሮላይት የበለጠ ከፍ ያለ መሆኑን ማየት ይቻላል ።ተጨማሪ የቁጥር ትንተና በ SEI ፊልም ውስጥ ያለው የ LIF ይዘት ቅደም ተከተል ከመጀመሪያው ዑደት በኋላ lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> ባዶ ቡድን ነው, ነገር ግን የ SEI ፊልም ከመጀመሪያው ክፍያ በኋላ የማይለዋወጥ አይደለም.ከ 50 ዑደቶች በኋላ በሊፍሲ እና ሊፍትፍሲ ኤሌክትሮላይት ውስጥ ያለው የ SEI ፊልም የ LIF ይዘት በ 12% እና በ 43% ቀንሷል።
በአጠቃላይ, የ SEI ሽፋን መዋቅር በሁለት ንብርብሮች የተከፈለ ነው ብለን እናስባለን-የውስጥ ኦርጋኒክ ሽፋን እና ውጫዊ ኦርጋኒክ ሽፋን.የኢንኦርጋኒክ ንብርብር በዋናነት LIF, Li2CO3 እና ሌሎች ኦርጋኒክ ያልሆኑ አካላት የተዋቀረ ነው, እነሱም የተሻለ ኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈጻጸም እና ከፍተኛ ion conductivity ያላቸው.የውጨኛው ኦርጋኒክ ንብርብር በዋናነት ባለ ቀዳዳ ኤሌክትሮ ብስባሽ እና polymerization ምርቶች, እንደ roco2li, PEO እና የመሳሰሉትን, ለኤሌክትሮላይት ምንም ጠንካራ ጥበቃ የለውም, ስለዚህ, እኛ SEI ሽፋን ተጨማሪ ኦርጋኒክ ያልሆኑ ክፍሎች ይዟል ተስፋ እናደርጋለን.የኢሚድ ተጨማሪዎች ተጨማሪ ኢንኦርጋኒክ ያልሆኑ የ LIF ክፍሎችን ወደ SEI ሽፋን ሊያመጡ ይችላሉ, ይህም የ SEI ሽፋን መዋቅርን የበለጠ የተረጋጋ ያደርገዋል, በባትሪ ዑደት ሂደት ውስጥ የኤሌክትሮላይት መበስበስን በተሻለ ሁኔታ ይከላከላል, የ Li ፍጆታን ይቀንሳል እና የባትሪውን ዑደት በእጅጉ ያሻሽላል.
እንደ ኤሌክትሮላይት ተጨማሪዎች፣ በተለይም የ LiTFSI ተጨማሪዎች፣ ኢሚዲ የሊቲየም ጨው የባትሪውን ዑደት አፈጻጸም በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል።ይህ በዋናነት በግራፋይት አኖድ ላይ የተሠራው የ SEI ፊልም የበለጠ LIF ፣ ቀጭን እና የተረጋጋ SEI ፊልም ስላለው የኤሌክትሮላይት መበስበስን የሚቀንስ እና የበይነገጽ መቋቋምን ስለሚቀንስ ነው።ነገር ግን፣ አሁን ካለው የሙከራ መረጃ፣ የ LiTFSI ተጨማሪ በክፍል ሙቀት ውስጥ ለመጠቀም የበለጠ ተስማሚ ነው።በ 40 ℃፣ የ LiTFSI ተጨማሪ ከVC ተጨማሪ ላይ ምንም ግልጽ ጥቅም የለውም።
የልጥፍ ሰዓት፡ ኤፕሪል 15-2021