Манбаъ: пешвои нави энергетикӣ, аз ҷониби
Реферат: Дар айни замон, намакҳои литий дар электролитҳои батареяи литий-ионии тиҷоратӣ асосан LiPF6 мебошанд ва LiPF6 ба электролит нишондиҳандаҳои аълои электрохимиявиро додаанд, аммо LiPF6 устувории гармидиҳӣ ва кимиёвии суст дорад ва ба об хеле ҳассос аст.
Дар айни замон, намакҳои литий дар электролитҳои батареяи литий-ионии тиҷоратӣ асосан LiPF6 ва LiPF6 мебошанд, ки ба электролит нишондиҳандаҳои аълои электрохимиявӣ доранд.Бо вуҷуди ин, LiPF6 устувории ҳароратӣ ва кимиёвӣ дорад ва ба об хеле ҳассос аст.Дар зери таъсири миқдори ками H2O, моддаҳои кислотаӣ ба монанди HF таҷзия мешаванд ва он гоҳ маводи мусбӣ занг мезанад ва унсурҳои металлии гузариш гудохта мешаванд ва сатҳи электроди манфӣ барои нест кардани филми SEI интиқол дода мешавад. , Натичахо нишон медиханд, ки плёнкаи SEI торафт меафзояд, ки ин боиси пай дар пай паст шудани иктидори аккумуляторхои литий-ионй мегардад.
Барои бартараф кардани ин мушкилот, одамон умедвор буданд, ки намаки литийи имид бо устувортар H2O ва устувории гармидиҳӣ ва кимиёвӣ, ба монанди намаки литий ба монанди LiTFSI, lifsi ва liftfsi, бо омилҳои арзиш ва анионҳои намакҳои литий маҳдуд карда мешаванд. ба монанди LiTFSI барои зангзании фолгаи Al ва ғайра ҳал карда намешавад, намаки литий LiTFSI дар амал татбиқ карда нашудааст.Дар вактхои охир ВАРВАРА шарова аз лабораторияи HIU-и олмонй рохи нави ба сифати иловахои электролитй истифода бурдани намаки литий имидиро ёфт.
Потенсиали пасти электроди манфии графит дар батареяи Li-ion боиси таҷзия шудани электролит дар рӯи он мегардад ва қабати пассиватсияро ташкил медиҳад, ки онро филми SEI меноманд.Филми SEI метавонад аз таҷзияи электролит дар сатҳи манфӣ пешгирӣ кунад, аз ин рӯ устувории филми SEI ба устувории давраи батареяҳои литий-ион таъсири муҳим дорад.Гарчанде ки намаки литий ба монанди LiTFSI барои муддате ҳамчун маҳлули электролитҳои тиҷоратӣ истифода намешаванд, он ҳамчун иловаҳо истифода шудааст ва натиҷаҳои хеле хуб ба даст овардааст.Таҷрибаи ВАРВАРА Шарова нишон дод, ки илова кардани 2 ват% LiTFSI дар электролит метавонад самаранокии сикли батареяи lifepo4/ графитро беҳтар кунад: 600 давра дар 20 ℃ ва коҳиши иқтидор камтар аз 2% аст.Дар гурӯҳи назоратӣ электролит бо иловаи VC 2wt% илова карда мешавад.Дар худи хамин шароит камшавии иктидори аккумулятор кариб ба 20 фоиз мерасад.
Барои санҷидани таъсири иловаҳои гуногун ба кори батареяҳои литий-ионӣ гурӯҳи холии lp30 (EC: DMC = 1:1) бидуни иловаҳо ва гурӯҳи таҷрибавӣ бо VC, LiTFSI, lifsi ва liftfsi аз ҷониби Варварвара Шарова омода карда шуданд. мутаносибан.Фаъолияти ин электролитҳо аз ҷониби ним ҳуҷайраи тугма ва ҳуҷайраи пурра баҳо дода шуд.
Дар расми боло хатҳои вольтметрии электролитҳои гурӯҳи назоратӣ ва гурӯҳи таҷрибавӣ нишон дода шудаанд.Ҳангоми коҳишёбӣ, мо мушоҳида кардем, ки дар электролитҳои гурӯҳи холӣ дар тақрибан 0,65в қуллаи равшани ҷараён пайдо шудааст, ки ба таҷзияи редуксияи ҳалкунандаи EC мувофиқ аст.Қуллаи ҷараёнҳои таҷзияи гурӯҳи таҷрибавӣ бо иловаи VC ба потенсиали баланд гузашт, ки асосан аз он сабаб буд, ки шиддати таҷзияи иловаи VC нисбат ба EC баландтар буд, Аз ин рӯ, таҷзия аввал ба амал омад, ки ЭК-ро ҳифз кард.Аммо хатҳои вольтметрии электролит, ки бо иловаҳои LiTFSI, lifsi ва littfsi илова карда шудаанд, аз электролитҳои гурӯҳи холӣ чандон фарқ надоштанд, ки ин нишон медиҳад, ки иловаҳои имидӣ таҷзияи ҳалкунандаи EC-ро кам карда наметавонанд.
Дар расми боло нишондиҳандаҳои электрохимиявии аноди графитӣ дар электролитҳои гуногун нишон дода шудаанд.Аз самаранокии заряд ва разряди якум, самаранокии кулонхои гурухи холи 93,3%, самаранокии якуми электролитхо бо LiTFSI, lifsi ва лифтфси мутаносибан 93,3%, 93,6% ва 93,8% мебошад.Аммо, самаранокии аввалини электролитҳо бо иловаи VC ҳамагӣ 91,5% -ро ташкил медиҳад, ки ин асосан аз он иборат аст, ки ҳангоми интеркалатсияи якуми литийи графит VC дар сатҳи аноди графитӣ таҷзия мешавад ва Li-ро бештар сарф мекунад.
Таркиби филми SEI ба гузариши ион таъсири калон мерасонад ва сипас ба суръати суръати батареяи Li ion таъсир мерасонад.Дар санҷиши иҷрои суръат муайян карда шудааст, ки электролит бо иловаҳои лифси ва лифтси дорои иқтидори дигар электролитҳо дар разряди баланд аст.Дар санҷиши сикли C/2, иҷрои сикли ҳамаи электролитҳо бо иловаҳои имидӣ хеле устувор аст, дар ҳоле ки иқтидори электролитҳо бо иловаҳои VC кам мешавад.
Бо мақсади баҳодиҳии устувории электролит дар давраи дарозмуддати батареяи литий-ион, ВАРВАРА Шарова инчунин ҳуҷайраи пурраи LiFePO4 / графитро бо ҳуҷайраи тугма омода кард ва фаъолияти сикли электролитро бо иловаҳои гуногун дар 20 ℃ ва 40 ℃ арзёбӣ кард.Натиҷаҳои арзёбӣ дар ҷадвали зер нишон дода шудаанд.Аз ҷадвал дида мешавад, ки самаранокии электролит бо иловаи LiTFSI назар ба иловаи VC бори аввал хеле баландтар аст ва нишондиҳандаи велосипедронӣ дар 20 ℃ боз ҳам бузургтар аст.Дараҷаи нигоҳдории иқтидори электролит бо иловаи LiTFSI пас аз 600 давра 98,1%, дар ҳоле ки сатҳи нигоҳдории иқтидори электролит бо иловаи VC танҳо 79,6% аст.Аммо, вақте ки электролит дар ҳарорати 40 ℃ давр мезанад, ин бартарият нопадид мешавад ва ҳамаи электролитҳо нишондиҳандаҳои якхела доранд.
Аз таҳлили дар боло овардашуда, дидан душвор нест, ки кори давраи батареяи литий-ионро ҳангоми истифодаи намаки литий имид ҳамчун иловаи электролитӣ ба таври назаррас беҳтар кардан мумкин аст.Бо мақсади омӯзиши механизми амали иловаҳои ба монанди LiTFSI дар батареяҳои литий-ион, ВАРВАРА Шарова таркиби плёнкаи SEI-ро, ки дар сатҳи аноди графитӣ дар электролитҳои гуногун аз ҷониби XPS ба вуҷуд омадааст, таҳлил кард.Дар расми зерин натиҷаҳои таҳлили XPS-и филми SEI, ки дар сатҳи аноди графит пас аз давраҳои якум ва 50-ум ба вуҷуд омадаанд, нишон дода шудааст.Мумкин аст, ки таркиби LIF дар плёнкаи SEI, ки дар электролит бо иловаи LiTFSI ба вуҷуд омадааст, нисбат ба электролит бо иловаи VC хеле зиёд аст.Таҳлили минбаъдаи миқдории таркиби плёнкаи SEI нишон медиҳад, ки тартиби мундариҷаи LIF дар филми SEI lifsi > liftfsi > LiTFSI > VC > гурӯҳи холӣ пас аз давраи аввал аст, аммо филми SEI пас аз заряди аввал бетағйир нест.Пас аз 50 давра, таркиби LIF-и плёнкаи SEI дар lifsi ва лифтфси электролит мутаносибан 12% ва 43% кам шуд, дар ҳоле ки таркиби LIF-и электролит бо LiTFSI иловашуда 9% зиёд шуд.
Умуман, мо чунин мешуморем, ки сохтори мембранаи SEI ба ду қабат тақсим мешавад: қабати дарунӣ ва қабати органикии берунӣ.Қабати ғайриорганикӣ асосан аз LIF, Li2CO3 ва дигар ҷузъҳои ғайриорганикӣ иборат аст, ки нишондиҳандаҳои беҳтари электрохимиявӣ ва гузарониши ионии баландтар доранд.Қабати органикии берунӣ асосан аз маҳсулоти таҷзия ва полимеризатсияи электролитҳои рахна иборат аст, ба монанди roco2li, PEO ва ғайра, ки барои электролит муҳофизати қавӣ надорад, бинобар ин, мо умедворем, ки мембранаи SEI ҷузъҳои ғайриорганикӣ бештар дорад.Иловаҳои имидӣ метавонанд ҷузъҳои бештари ғайриорганикии LIF-ро ба мембранаи SEI оваранд, ки сохтори мембранаи SEI-ро устувортар мекунад, метавонад аз таҷзияи электролитҳо дар раванди сикли батарея пешгирӣ кунад, истеъмоли Li-ро коҳиш диҳад ва кори сикли батареяро ба таври назаррас беҳтар кунад.
Ҳамчун иловаҳои электролитӣ, махсусан иловаҳои LiTFSI, намакҳои литий имидӣ метавонанд фаъолияти даврии батареяро ба таври назаррас беҳтар кунанд.Ин асосан аз он иборат аст, ки плёнкаи SEI, ки дар сатхи аноди графит ташаккул меёбад, дорои ЛИФ-и бештар, бориктар ва устувортар SEI мебошад, ки таљзияи электролитро кам мекунад ва муќовимати интерфейсро кам мекунад.Аммо, аз маълумоти таҷрибавии ҷорӣ, иловаи LiTFSI барои истифода дар ҳарорати хонагӣ мувофиқтар аст.Дар ҳарорати 40 ℃, иловаи LiTFSI нисбат ба иловаи VC бартарии возеҳ надорад.
Вақти фиристодан: апрел-15-2021