Çavkanî: rêberê enerjiya nû, ji hêla
Kurt: Heya nuha, xwêyên lîtiumê yên di elektrolîta batarya lîtium-ionê ya bazirganî de bi piranî LiPF6 ne û LiPF6 performansa elektrokîmyayî ya hêja daye elektrolitê, lê LiPF6 xwedan aramiya germî û kîmyewî belengaz e, û ji avê re pir hesas e.
Heya nuha, xwêyên lîtiumê yên di elektrolîta battera lîtium-ion bazirganî de bi giranî LiPF6 ne û LiPF6 ji elektrolîtê performansa elektrokîmyayî ya hêja daye.Lêbelê, LiPF6 xwedan aramiya germî û kîmyewî ya xirab e, û ji avê re pir hesas e.Di bin çalakiya hejmareke piçûk a H2O de, maddeyên asîd ên wekî HF dê werin hilweşandin, û dûv re dê materyalê erênî were xera kirin, û hêmanên metal ên veguhêz dê werin hilweşandin, û rûyê elektrodê neyînî dê were koçber kirin da ku fîlima SEI hilweşîne. , Encam nîşan didin ku fîlima SEI her diçe mezin dibe, ku dibe sedema kêmbûna domdar a kapasîteya bataryayên lîtium-ion.
Ji bo derbaskirina van pirsgirêkan, mirov hêvî kirine ku xwêyên lîtiumê yên imide bi H2O domdartir û aramiya germî û kîmyewî çêtir, wek xwêyên lîtiumê yên wekî LiTFSI, lifsi û liftfsi, ji hêla faktorên lêçûn û anyonên xwêyên lîtiumê ve têne sînorkirin. wekî LiTFSI ji bo korozyona pelê Al, hwd nayê çareser kirin, xwêya lîtiumê LiTFSI di pratîkê de nehatiye sepandin.Di van demên dawî de, VARVARA sharova laboratûara HIU ya Alman rêyek nû ji bo sepandina xwêyên lîtiumê imide wekî pêvekên elektrolîtê dît.
Potansiyela kêm a elektroda neyînî ya grafîtê ya di pîlê Li-ion de dê bibe sedema hilweşîna elektrolîtê li ser rûyê wê, tewra pasîvasyonê, ku jê re fîlima SEI tê gotin, çêbike.Fîlma SEI dikare pêşî li hilweşîna elektrolîtê li ser rûbera neyînî bigire, ji ber vê yekê aramiya fîlimê SEI bandorek girîng li ser aramiya çerxa bataryayên lîtium-ion heye.Her çend xwêyên lîtiumê yên wekî LiTFSI ji bo demekî nekarin wekî soleya elektrolîtê ya bazirganî were bikar anîn jî, ew wekî pêvek hatî bikar anîn û encamên pir baş bi dest xistiye.Ezmûna VARVARA sharova dît ku lê zêdekirina 2wt% LiTFSI di elektrolîtê de dikare bi bandor performansa çerxa jiyanapo4/ grafît baştir bike: 600 dewran li 20 ℃ û kêmbûna kapasîteyê ji 2% kêmtir e.Di koma kontrolê de, elektrolît bi 2wt% lêzêdekirina VC tê zêdekirin.Di heman şert û mercan de, kêmbûna kapasîteya pîlê digihîje% 20.
Ji bo verastkirina bandora lêzêdeyên cihêreng li ser performansa bataryayên lîtium-ion, koma vala lp30 (EC: DMC = 1:1) bêyî lêzêde û koma ceribandinê ya bi VC, LiTFSI, lifsi û liftfsi ji hêla varvarvara sharova ve hatine amadekirin. herwiha.Performansa van elektrolîtan ji hêla bişkojka nîv hucreyê û hucreya tije ve hate nirxandin.
Di jimareya jor de girêkên voltametrîk ên elektrolîtên koma kontrolê ya vala û koma ceribandinê nîşan dide.Di dema pêvajoya kêmkirinê de, me dît ku di elektrolîta koma vala de bi qasî 0.65v lûtkeya heyî ya eşkere xuya bû, ku bi kêmkirina hilweşîna EC-ê re têkildar e.Pîvaza niha ya hilweşandinê ya koma ceribandinê ya bi lêzêdekirina VC veguherî potansiyela bilind, ku bi gelemperî ji ber ku voltaja veqetandinê ya lêzêdekirina VC ji ya EC-ê bilindtir bû, Ji ber vê yekê, hilweşîn yekem pêk hat, ku EC parast.Lêbelê, kelûpelên voltametrîk ên elektrolîtê yên ku bi lêzêdekên LiTFSI, lifsi û littfsi hatine zêdekirin ji yên koma vala ne cûda bûn, ku destnîşan kir ku pêvekên imide nekarin hilweşandina EC-ê çareserker kêm bikin.
Nîgara jorîn performansa elektrokîmyayî ya anodê grafît di elektrolîtên cihêreng de nîşan dide.Ji karîgeriya barkirina yekem û dakêşanê, karbidestiya kulombê ya koma vala %93.3 e, yekem karîgeriya elektrolîtan bi LiTFSI, lifsi û liftfsi bi rêzê 93.3%, 93.6% û 93.8% e.Lêbelê, karbidestiya yekem a elektrolîtan bi lêzêdekirina VC tenê% 91.5 e, ku bi piranî ji ber ku di dema yekem hevgirtina lîtiumê ya grafît de, VC li ser rûyê anodê grafît hilweşe û bêtir Li dixwe.
Pêkhateya fîlimê SEI dê bandorek mezin li ser guheztina îyonî bike, û dûv re bandorê li performansa rêjeya battera Li ion bike.Di ceribandina performansa rêjeyê de, tê dîtin ku elektrolîta bi pêvekên lifsi û liftfsi di vekêşana heyama bilind de ji elektrolîtên din piçek kêmtir e.Di ceribandina çerxa C / 2 de, performansa çerxê ya hemî elektrolîtên bi pêvekên imide re pir aram e, dema ku kapasîteya elektrolîtan bi pêvekên VC kêm dibe.
Ji bo nirxandina îstîqrara elektrolîtê di çerxa dirêj-dirêj a pîlê lîtium-ion de, VARVARA sharova di heman demê de hucreya bişkojkê ya LiFePO4 / grafît jî amade kir, û performansa çerxa elektrolîtê bi pêvekên cihêreng li 20 ℃ û 40 ℃ nirxand.Encamên nirxandinê di tabloya jêrîn de têne destnîşan kirin.Ji tabloyê tê dîtin ku karbidestiya elektrolîtê ya bi lêzêdekirina LiTFSI ji ya pêveka VC-ê ya yekem car bi girîngî pirtir e, û performansa bisiklêtê li 20 ℃ hê jî pirtir e.Rêjeya ragirtina kapasîteya elektrolîtê ya bi lêzêdekirina LiTFSI re piştî 600 dewran 98,1% e, dema ku rêjeya ragirtina kapasîteya elektrolîtê bi lêzêdekirina VC tenê 79,6% e.Lêbelê, ev avantaj dema ku elektrolît di 40 ℃ de were gerandin winda dibe, û hemî elektrolît xwedî performansa bisiklêtê ya wekhev in.
Ji analîza jorîn, ne dijwar e ku meriv bibîne ku dema ku xwêya imide ya lîtium wekî lêzêdekirina elektrolîtê tê bikar anîn performansa çerxa battera lîtium-ion bi girîngî dikare were çêtir kirin.Ji bo lêkolîna mekanîzmaya çalakiyê ya pêvekên wekî LiTFSI di bataryayên lîtium-ion de, VARVARA sharova berhevoka fîlima SEI ya ku li ser rûyê anodê grafît di elektrolîtên cihêreng de ji hêla XPS ve hatî çêkirin analîz kir.Nîgara jêrîn encamên analîza XPS-ê ya fîlima SEI-ê ya ku li ser rûyê anodê grafît piştî çerxên yekem û 50-an hatî çêkirin nîşan dide.Tê dîtin ku naveroka LIF-ê di fîlima SEI-ê de ku di elektrolîtê de bi lêzêdekirina LiTFSI-yê hatî çêkirin ji ya di elektrolîta bi lêzêdekirina VC-ê de pir zêde ye.Zêdetir analîzên mîqdar ên pêkhatina fîlima SEI destnîşan dike ku rêza naveroka LIF-ê di fîlima SEI de lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> koma vala piştî çerxa yekem e, lê fîlima SEI piştî barkirina yekem ne guhêrbar e.Piştî 50 dewran, naveroka LIF ya fîlima SEI di elektrolîta lifsi û liftfsi de bi rêzê 12% û 43% kêm bû, di heman demê de naveroka LIF ya elektrolîtê ku bi LiTFSI re hatî zêdekirin% 9 zêde bû.
Bi gelemperî, em difikirin ku strukturên membrana SEI-ê di du qatan de tê dabeş kirin: qata înorganîkî ya hundurîn û qata organîk a derveyî.Tebeqeya neorganîk bi giranî ji LIF, Li2CO3 û hêmanên din ên înorganîk pêk tê, ku xwedan performansa elektrokîmyayî çêtir û gihandina ionîkî ya bilindtir in.Tebeqeya organîk a derve bi giranî ji hilberandina elektrolîtê ya poroz û hilberên polîmerîzasyonê pêk tê, yên wekî roco2li, PEO û hwd, ku ji bo elektrolîtê parastinek xurt tune, Ji ber vê yekê, em hêvî dikin ku membrana SEI hê bêtir hêmanên neorganîkî hene.Zêdekarên Imide dikarin hêmanên LIF-a organîk bêtir bînin ber membrana SEI, ku strukturê membrana SEI aramtir dike, dikare çêtir pêşî li hilweşîna elektrolîtê di pêvajoya çerxa batterê de bigire, xerckirina Li kêm bike, û bi girîngî performansa çerxa pîlê baştir bike.
Wekî pêvekên elektrolîtê, nemaze pêvekên LiTFSI, xwêyên lîtiumê imide dikarin performansa çerxa pîlê bi girîngî baştir bikin.Ev bi giranî ji ber vê yekê ye ku fîlima SEI ya ku li ser rûyê anodê grafît hatî çêkirin xwedan fîlima SEI-ê ya pirtir LIF, zirav û aramtir e, ku hilweşîna elektrolîtê kêm dike û berxwedana navberê kêm dike.Lêbelê, ji daneyên ceribandinê yên heyî, lêzêdekirina LiTFSI ji bo karanîna li germahiya odeyê maqûltir e.Di 40 ℃ de, lêzêdekirina LiTFSI li ser lêzêdekirina VC tu feydeyek diyar tune.
Dema şandinê: Avrêl-15-2021