Foinse: ceannaire fuinnimh nua, le
Abstract: faoi láthair, tá na salainn litiam i leictrilít ceallraí litiam-ian tráchtála den chuid is mó LiPF6 agus LiPF6 thug an leictrilít feidhmíocht leictriceimiceach den scoth, ach tá cobhsaíocht teirmeach agus ceimiceach lag ag LiPF6, agus tá sé an-íogair d'uisce.
Faoi láthair, tá na salainn litiam i leictrilít ceallraí litiam-ian tráchtála den chuid is mó LiPF6 agus tá LiPF6 tar éis feidhmíocht leictriceimiceach den scoth a thabhairt don electrolyte.Mar sin féin, tá droch-chobhsaíocht teirmeach agus ceimiceach ag LiPF6, agus tá sé an-íogair d'uisce.Faoi ghníomhaíocht méid beag H2O, déanfar substaintí aigéadacha mar HF a dhianscaoileadh, agus ansin déanfar an t-ábhar dearfach a chreimeadh, agus déanfar na heilimintí miotail aistrithe a dhíscaoileadh, agus déanfar dromchla an leictreoid diúltach a imirce chun scannán SEI a mhilleadh. , Léiríonn na torthaí go leanann an scannán SEI ag fás, rud a fhágann go dtiocfaidh meath leanúnach ar chumas cadhnraí litiam-ian.
D'fhonn na fadhbanna seo a shárú, tá súil ag daoine go bhfuil na salainn litiam imide le H2O níos cobhsaí agus cobhsaíocht theirmeach agus ceimiceach níos fearr, mar shampla salainn litiam mar LiTFSI, lifsi agus liftfsi, teoranta ag fachtóirí costais agus anions salainn litiam. mar ní féidir LiTFSI a réiteach le haghaidh creimeadh scragall Al, etc., níor cuireadh salann litiam LiTFSI i bhfeidhm go praiticiúil.Le déanaí, d'aimsigh VARVARA sharova de shaotharlann HIU na Gearmáine bealach nua chun salainn litiam imide a chur i bhfeidhm mar bhreiseáin leictrilít.
Mar thoradh ar chumas íseal leictreoid dhiúltach graifíte i gceallraí Li-ian, déanfar leictrilít a dhianscaoileadh ar a dhromchla, ag cruthú ciseal pasivation, ar a dtugtar scannán SEI.Is féidir le scannán SEI cosc a chur leictrilít ó dhianscaoileadh ar an dromchla diúltach, agus mar sin tá tionchar ríthábhachtach ag cobhsaíocht scannán SEI ar chobhsaíocht timthriall cadhnraí litiam-ian.Cé nach féidir salainn litiam cosúil le LiTFSI a úsáid mar thuaslagáit leictrilít tráchtála ar feadh tamaill, baineadh úsáid as mar bhreiseáin agus tá torthaí an-mhaith bainte amach aige.Fuair turgnamh VARVARA sharova amach gur féidir le 2wt% LiTFSI a chur leis an leictrilít feabhas a chur go héifeachtach ar fheidhmíocht timthriall ceallraí lifepo4 / graphite: 600 timthriall ag 20 ℃ agus tá an meath cumais níos lú ná 2%.Sa ghrúpa rialaithe, cuirtear an leictrilít le breiseán 2wt% VC leis.Faoi na coinníollacha céanna, sroicheann meath acmhainn na ceallraí thart ar 20%.
D'fhonn éifeacht breiseán éagsúla a fhíorú ar fheidhmíocht cadhnraí litiam-ian, d'ullmhaigh varvarvara sharova an grúpa bán lp30 (EC: DMC = 1: 1) gan bhreiseáin agus an grúpa turgnamhach le VC, LiTFSI, lifsi agus liftfsi. faoi seach.Rinneadh measúnú ar fheidhmíocht na leictreailítí seo ag leathchille cnaipe agus ceall iomlán.
Taispeánann an figiúr thuas na cuair voltaiméadracha de electrolytes an ghrúpa rialaithe bán agus an ghrúpa turgnamhach.Le linn an phróisis laghdaithe, thugamar faoi deara go raibh buaic reatha soiléir le feiceáil i leictrilít an ghrúpa bán ag thart ar 0.65v, a fhreagraíonn do dhianscaoileadh laghdaithe tuaslagóir CE.D'aistrigh buaic reatha dianscaoilte an ghrúpa turgnamhach le breiseán VC go dtí an cumas ard, a bhí go príomha toisc go raibh an voltas dianscaoilte de bhreiseán VC níos airde ná an CE, Mar sin, tharla an dianscaoileadh ar dtús, rud a chosnaigh EC.Mar sin féin, ní raibh cuair voltaiméadracha an leictrilít a cuireadh leis le breiseáin LiTFSI, lifsi agus littfsi difriúil go mór ó chuair an ghrúpa bán, rud a léirigh nach bhféadfadh na breiseáin imide dianscaoileadh tuaslagóir CE a laghdú.
Léiríonn an figiúr thuas feidhmíocht leictreamaiceimiceach anóid graifíte i leictrilítí éagsúla.Ó éifeachtúlacht an chéad mhuirir agus an urscaoilte, is é 93.3% an éifeachtacht coulomb de ghrúpa bán, is é an chéad éifeachtacht leictrilítí le LiTFSI, lifsi agus liftfsi ná 93.3%, 93.6% agus 93.8%, faoi seach.Mar sin féin, níl an chéad éifeachtúlacht leictrilítí le breiseán VC ach 91.5%, is é sin go príomha toisc go ndíscaoileann VC ar dhromchla anóid graifíte le linn an chéad intercalation litiam de graifít agus go n-itheann sé níos mó Li.
Beidh tionchar mór ag comhdhéanamh scannán SEI ar an seoltacht ianach, agus ansin beidh tionchar aige ar fheidhmíocht ráta ceallraí ian Li.Sa tástáil feidhmíochta ráta, fuarthas amach go bhfuil cumas beagán níos ísle ag an electrolyte le breiseáin lifsi agus liftfsi ná leictrilítí eile i urscaoileadh ard reatha.Sa tástáil timthriall C / 2, tá feidhmíocht timthriall na leictreailítí go léir le breiseáin imide an-chobhsaí, agus laghdaítear cumas na leictreailítí le breiseáin VC.
D'fhonn cobhsaíocht an leictrilít a mheas i dtimthriall fadtéarmach ceallraí litiam-ian, d'ullmhaigh VARVARA sharova freisin LiFePO4 / graifít iomlán cille le cille cnaipe, agus rinne sé meastóireacht ar fheidhmíocht timthriall leictrilít le breiseáin éagsúla ag 20 ℃ agus 40 ℃.Tá torthaí na meastóireachta léirithe sa tábla thíos.Is féidir a fheiceáil ón tábla go bhfuil éifeachtacht an leictrilít le breiseán LiTFSI i bhfad níos airde ná sin le breiseán VC den chéad uair, agus tá an fheidhmíocht rothaíochta ag 20 ℃ fiú níos mó ró-mhór.Is é ráta coinneála acmhainne an leictrilít le breiseán LiTFSI ná 98.1% tar éis 600 timthriall, agus níl ach 79.6% ar ráta coinneála acmhainne an leictrilít le breiseán VC.Mar sin féin, imíonn an buntáiste seo nuair a bhíonn an leictrilít á rothaíocht ag 40 ℃, agus tá feidhmíocht rothaíochta den chineál céanna ag gach leictrealaíoch.
Ón anailís thuas, níl sé deacair a fheiceáil gur féidir feabhas mór a chur ar fheidhmíocht timthriall ceallraí litiam-ian nuair a úsáidtear salann imid litiam mar bhreiseán leictrilít.D'fhonn staidéar a dhéanamh ar mheicníocht gníomhaíochta breiseán mar LiTFSI i gcadhnraí litiam-ian, rinne VARVARA sharova anailís ar chomhdhéanamh scannán SEI a foirmíodh ar dhromchla anóid graifíte i leictreailítí éagsúla ag XPS.Taispeánann an figiúr seo a leanas torthaí anailíse XPS ar scannán SEI a foirmíodh ar dhromchla anóid graifíte tar éis an chéad agus an 50ú timthriall.Is féidir a fheiceáil go bhfuil an t-ábhar LIF sa scannán SEI a foirmíodh sa leictrilít le breiseán LiTFSI i bhfad níos airde ná mar atá sa leictrilít le breiseán VC.Léiríonn anailís chainníochtúil bhreise ar chomhdhéanamh scannán SEI gurb é ord ábhar LIF sa scannán SEI ná lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> grúpa bán tar éis an chéad timthriall, ach níl an scannán SEI athraitheach tar éis an chéad mhuirir.Tar éis 50 timthriall, tháinig laghdú 12% agus 43% ar ábhar LIF scannán SEI i lifsi agus leictrilít liftfsi, faoi seach, agus tháinig méadú 9% ar ábhar LIF an leictrilít a cuireadh leis le LiTFSI.
Go ginearálta, is dóigh linn go bhfuil struchtúr an membrane SEI roinnte ina dhá shraith: an ciseal neamhorgánach istigh agus an ciseal orgánach seachtrach.Tá an ciseal neamhorgánach comhdhéanta go príomha de LIF, Li2CO3 agus comhpháirteanna neamhorgánacha eile, a bhfuil feidhmíocht leictreamaiceimiceach níos fearr agus seoltacht ianach níos airde.Tá an ciseal orgánach seachtrach comhdhéanta go príomha de dhianscaoileadh leictrilít scagach agus táirgí polaiméirithe, mar shampla roco2li, PEO agus mar sin de, nach bhfuil aon chosaint láidir don electrolyte, Dá bhrí sin, tá súil againn go bhfuil níos mó comhpháirteanna neamhorgánacha sa membrane SEI.Is féidir le breiseáin imide níos mó comhpháirteanna LIF neamhorgánacha a thabhairt don membrane SEI, rud a fhágann go bhfuil struchtúr an membrane SEI níos cobhsaí, is féidir cosc a chur ar dhianscaoileadh leictrilít níos fearr sa phróiseas timthriall ceallraí, tomhaltas Li a laghdú, agus feabhas suntasach a dhéanamh ar fheidhmíocht timthriall na ceallraí.
Mar bhreiseáin leictrilít, go háirithe breiseáin LiTFSI, is féidir le salainn litiam imide feabhas suntasach a dhéanamh ar fheidhmíocht timthriall na ceallraí.Tá sé seo go príomha mar gheall ar an bhfíric go bhfuil níos mó LIF, scannán SEI níos tanaí agus níos cobhsaí ag an scannán SEI a foirmíodh ar dhromchla anóid graifíte, rud a laghdaíonn dianscaoileadh leictrilít agus a laghdaíonn friotaíocht an chomhéadain.Mar sin féin, ó na sonraí turgnamhacha atá ann faoi láthair, tá breiseán LiTFSI níos oiriúnaí le húsáid ag teocht an tseomra.Ag 40 ℃, níl aon bhuntáiste soiléir ag breiseán LiTFSI thar bhreiseán VC.
Am postála: Aibreán-15-2021