Tinubdan: bag-ong lider sa enerhiya, ni
Abstract: sa pagkakaron, ang lithium salts sa commercial lithium-ion battery electrolyte kay nag-una sa LiPF6 ug LiPF6 nga naghatag sa electrolyte nga maayo kaayo nga electrochemical performance, apan ang LiPF6 adunay dili maayo nga thermal ug chemical stability, ug sensitibo kaayo sa tubig.
Sa pagkakaron, ang lithium salts sa commercial lithium-ion battery electrolyte kay kasagaran LiPF6 ug LiPF6 ang naghatag sa electrolyte nga maayo kaayong electrochemical performance.Bisan pa, ang LiPF6 adunay dili maayo nga thermal ug kemikal nga kalig-on, ug sensitibo kaayo sa tubig.Ubos sa aksyon sa usa ka gamay nga kantidad sa H2O, acid nga mga substansiya sama sa HF nga decomposed, ug unya ang positibo nga materyal nga corroded, ug ang transisyon metal nga mga elemento nga dissolved, ug ang nawong sa negatibo nga electrode milalin sa paglaglag sa SEI film. , Ang mga resulta nagpakita nga ang SEI nga pelikula nagpadayon sa pagtubo, nga mosangpot sa padayon nga pagkunhod sa kapasidad sa lithium-ion nga mga baterya.
Aron mabuntog kini nga mga problema, ang mga tawo naglaum nga ang lithium salts sa imide nga adunay mas lig-on nga H2O ug mas maayo nga thermal ug kemikal nga kalig-on, sama sa lithium salts sama sa LiTFSI, lifsi ug liftfsi, limitado sa gasto nga mga hinungdan ug ang mga anion sa lithium salts. sama sa LiTFSI dili masulbad alang sa corrosion sa Al foil, ug uban pa, LiTFSI lithium asin wala magamit sa praktis.Bag-ohay lang, ang VARVARA sharova sa German nga HIU laboratory nakakaplag usa ka bag-ong paagi alang sa paggamit sa imide lithium salts isip electrolyte additives.
Ang ubos nga potensyal sa graphite negatibo nga electrode sa Li-ion nga baterya mosangpot sa pagkadunot sa electrolyte sa ibabaw niini, nga nagporma passivation layer, nga gitawag SEI film.Ang SEI nga pelikula makapugong sa electrolyte gikan sa pagkadunot sa negatibo nga nawong, mao nga ang kalig-on sa SEI nga pelikula adunay importante nga impluwensya sa kalig-on sa siklo sa mga baterya sa lithium-ion.Bisan kung ang mga lithium salts sama sa LiTFSI dili magamit ingon solute sa komersyal nga electrolyte sa makadiyot, gigamit kini ingon mga additives ug nakab-ot ang maayo kaayo nga mga sangputanan.Ang eksperimento sa VARVARA sharova nakit-an nga ang pagdugang sa 2wt% LiTFSI sa electrolyte epektibo nga makapauswag sa cycle performance sa lifepo4/graphite nga baterya: 600 ka mga siklo sa 20 ℃ ug ang pagkunhod sa kapasidad dili moubos sa 2%.Sa kontrol nga grupo, ang electrolyte nga adunay 2wt% VC additive gidugang.Ubos sa parehas nga mga kondisyon, ang pagkunhod sa kapasidad sa baterya moabot sa mga 20%.
Aron mapamatud-an ang epekto sa lain-laing mga additives sa performance sa lithium-ion nga mga baterya, ang blangko nga grupo nga lp30 (EC: DMC = 1: 1) nga walay mga additives ug ang experimental nga grupo nga adunay VC, LiTFSI, lifsi ug liftfsi giandam ni varvarvara sharova matag usa.Ang pasundayag sa kini nga mga electrolyte gisusi pinaagi sa butones nga tunga sa cell ug bug-os nga cell.
Ang numero sa ibabaw nagpakita sa voltammetric curves sa mga electrolyte sa blangko nga control group ug sa experimental nga grupo.Atol sa proseso sa pagkunhod, among namatikdan nga ang usa ka dayag nga kasamtangan nga peak nagpakita sa electrolyte sa blangko nga grupo sa mga 0.65v, nga katumbas sa pagkunhod sa decomposition sa EC solvent.Ang pagkadunot kasamtangan nga peak sa eksperimento nga grupo uban sa VC additive gibalhin ngadto sa taas nga potensyal, nga nag-una tungod kay ang decomposition boltahe sa VC additive mao ang mas taas pa kay sa EC, Busa, ang pagkadunot nahitabo una, nga nanalipod EC.Bisan pa, ang voltammetric curves sa electrolyte nga gidugang sa LiTFSI, lifsi ug littfsi additives dili kaayo lahi sa mga blangko nga grupo, nga nagpakita nga ang imide additives dili makapakunhod sa decomposition sa EC solvent.
Ang numero sa ibabaw nagpakita sa electrochemical performance sa graphite anode sa lain-laing mga electrolytes.Gikan sa kahusayan sa una nga bayad ug pag-discharge, ang coulomb nga kahusayan sa blangko nga grupo mao ang 93.3%, ang una nga kahusayan sa mga electrolytes nga adunay LiTFSI, lifsi ug liftfsi mao ang 93.3%, 93.6% ug 93.8%, matag usa.Apan, ang unang efficiency sa electrolytes uban sa VC additive mao lamang 91.5%, nga nag-una tungod kay sa panahon sa unang lithium intercalation sa graphite, VC decomposes sa ibabaw sa graphite anode ug konsumo sa dugang nga Li.
Ang komposisyon sa SEI film adunay dako nga impluwensya sa ionic conductivity, ug unya makaapekto sa rate performance sa Li ion battery.Sa rate performance test, nakit-an nga ang electrolyte nga adunay lifsi ug liftfsi additives adunay gamay nga ubos nga kapasidad kaysa sa ubang mga electrolyte sa taas nga pag-discharge.Sa C / 2 cycle test, ang cycle performance sa tanan nga electrolytes nga adunay imide additives lig-on kaayo, samtang ang kapasidad sa electrolytes nga adunay VC additives mikunhod.
Aron sa pagtimbang-timbang sa kalig-on sa electrolyte sa long-term cycle sa lithium-ion battery, VARVARA sharova usab nag-andam LiFePO4 / graphite bug-os nga cell uban sa buton cell, ug gisusi ang cycle performance sa electrolyte uban sa lain-laing mga additives sa 20 ℃ ug 40 ℃.Ang mga resulta sa ebalwasyon gipakita sa lamesa sa ubos.Makita gikan sa lamesa nga ang kaepektibo sa electrolyte nga adunay LiTFSI additive labi ka taas kaysa sa VC additive sa una nga higayon, ug ang pasundayag sa pagbisikleta sa 20 ℃ labi ka labi ka grabe.Ang kapasidad sa pagpabilin nga rate sa electrolyte nga adunay LiTFSI additive mao ang 98.1% human sa 600 ka mga siklo, samtang ang kapasidad sa retention rate sa electrolyte nga adunay VC additive mao lamang ang 79.6%.Bisan pa, kini nga bentaha mawala kung ang electrolyte ma-cycle sa 40 ℃, ug ang tanan nga electrolyte adunay parehas nga performance sa pagbisikleta.
Gikan sa pag-analisar sa ibabaw, dili lisud ang pagtan-aw nga ang cycle performance sa lithium-ion nga baterya mahimong mapauswag pag-ayo kung ang lithium imide salt gigamit isip electrolyte additive.Aron matun-an ang mekanismo sa aksyon sa mga additives sama sa LiTFSI sa lithium-ion nga mga baterya, gisusi sa VARVARA sharova ang komposisyon sa SEI film nga naporma sa ibabaw sa graphite anode sa lain-laing mga electrolytes sa XPS.Ang mosunod nga numero nagpakita sa mga resulta sa pagtuki sa XPS sa SEI nga pelikula nga naporma sa ibabaw sa graphite anode human sa una ug sa ika-50 nga mga siklo.Makita nga ang sulod sa LIF sa SEI film nga naporma sa electrolyte nga adunay LiTFSI additive mas taas kay sa electrolyte nga adunay VC additive.Ang dugang nga quantitative analysis sa komposisyon sa SEI film nagpakita nga ang han-ay sa LIF content sa SEI film mao ang lifsi > liftfsi > LiTFSI > VC > blangko nga grupo human sa unang cycle, apan ang SEI film dili mausab human sa unang bayad.Human sa 50 ka mga siklo, ang LIF nga sulod sa SEI film sa lifsi ug liftfsi electrolyte mikunhod sa 12% ug 43%, matag usa, samtang ang LIF nga sulod sa electrolyte nga gidugang sa LiTFSI misaka sa 9%.
Sa kinatibuk-an, atong gihunahuna nga ang istruktura sa SEI membrane gibahin sa duha ka mga sapaw: ang sulod nga dili organikong layer ug ang gawas nga organikong layer.Ang inorganic nga layer nag-una nga gilangkoban sa LIF, Li2CO3 ug uban pang mga inorganic nga sangkap, nga adunay mas maayo nga electrochemical performance ug mas taas nga ionic conductivity.Ang gawas nga organikong layer nag-una nga gilangkuban sa porous electrolyte decomposition ug polymerization nga mga produkto, sama sa roco2li, PEO ug uban pa, nga walay lig-on nga panalipod alang sa electrolyte, Busa, kami naglaum nga ang SEI membrane adunay mas daghang dili organikong mga sangkap.Ang mga additives sa imide makadala ug dugang nga dili organikong mga sangkap sa LIF sa SEI membrane, nga makapahimo sa istruktura sa SEI membrane nga mas lig-on, mas makapugong sa electrolyte decomposition sa proseso sa siklo sa baterya, makapakunhod sa konsumo sa Li, ug makapauswag sa performance sa siklo sa baterya.
Ingon nga mga additives sa electrolyte, labi na ang mga additives sa LiTFSI, ang imide lithium salts mahimo’g makapauswag sa performance sa siklo sa baterya.Kini nag-una tungod sa kamatuoran nga ang SEI nga pelikula nga naporma sa ibabaw sa graphite anode adunay mas LIF, thinner ug mas lig-on nga SEI film, nga pagmobu, pagminus sa pagkadunot sa electrolyte ug pagkunhod sa interface resistensya.Apan, gikan sa kasamtangan nga eksperimento data, LiTFSI additive mao ang mas angay alang sa paggamit sa lawak temperatura.Sa 40 ℃, LiTFSI additive walay dayag nga bentaha sa VC additive.
Oras sa pag-post: Abr-15-2021