O electrólito é un dos catro materiais fundamentais baterías de ión-litio (cátodo, ánodo, diafragma, electrólito), o electrólito da batería de iones de litio é o portador da transmisión de iones na batería, desempeña un papel vital. O electrólito da batería de iones de litio está composto xeralmente por sal de litio e disolventes orgánicos.
O papel do electrólito
Electrolito, a gran clasificación pode estar de acordo co electrólito líquido, electrólito sólido e electrólito en xel; electrólito líquido, pódese dividir en electrólito orgánico e electrólito inorgánico. Actualmente o máis utilizado é o electrólito orgánico líquido.
O electrólito desborda dentro da caixa da batería, os electrodos positivos e negativos da batería e o diafragma están inmersos nel. Por unha banda, o electrólito proporciona algúns dos ións de litio activos, que se usan como ións condutores durante a carga e descarga. Por outra banda, o electrólito proporciona canles iónicos, ou portadores, nos que os ións de litio poden moverse por si sós.
O electrólito da batería de ión-litio é o portador para o transporte de ións na batería. Entre os electrodos positivos e negativos das baterías de ión-litio desempeñan o papel de ións condutores, como o electrodo positivo e o electrodo negativo do "vínculo amoroso" entre a batería de ión-litio para obter alta tensión, alta enerxía específica e outras vantaxes de a garantía.
Os principais compoñentes do electrólito da batería de iones de litio
O electrólito xeralmente consiste en disolventes orgánicos de alta pureza, sal de litio electrólito, os aditivos necesarios e outras materias primas, baixo certas condicións, segundo unha determinada proporción da preparación. Os compoñentes principais da solución de electrodos de batería de ión de litio son os seguintes sete:
1. Carbonato de vinilo: fórmula molecular: C3H4O3, líquido incoloro translúcido (>35 ℃), temperatura ambiente para o sólido cristalino, é un bo disolvente para poliacrilonitrilo, cloruro de polivinilo.
2. Carbonato de propileno, incoloro e inodoro, ou líquido translúcido amarelo claro, soluble en auga e tetracloruro de carbono, miscible con éter, acetona, benceno, etc. Este produto debe almacenarse nun lugar fresco, ventilado e seco, lonxe de fontes de ignición, segundo as disposicións xerais de almacenamento e transporte de produtos químicos de baixa toxicidade.
3. Carbonato de dietilo, líquido incoloro, lixeiramente cheiro; presión de vapor 1.33 kPa/23.8 ℃; punto de inflamación 25 ℃ (o líquido combustible pode volatilizarse en vapor e correr ao aire.
4. O carbonato de dimetilo, é unha materia prima química non tóxica, respectuosa co medio ambiente e amplamente utilizada; ao mesmo tempo, ten unha temperatura de evaporación máis alta e unha taxa de evaporación máis rápida.
5. Carbonato de metilo etilo, líquido incoloro e translúcido, un produto químico de alta tecnoloxía e alto valor engadido emerxente nos últimos anos, un excelente disolvente para o electrólito da batería de litio, este produto debe almacenarse nun lugar fresco, ventilado e seco, segundo ás disposicións de almacenamento e transporte de produtos químicos inflamables.
6. Hexafluorofosfato de litio, cristal branco ou po, forte delicuescencia; analizado cando se expón ao aire ou se quenta, o hexafluorofosfato de litio analízase rapidamente no aire debido á acción do vapor de auga cando se expón ao aire ou se quenta, liberando PF5 e brotando fumes brancos.
7. O pentafluoruro de fósforo é un composto de haluro de fósforo. O pentafluoruro de fósforo é un gas incoloro e inodoro a temperatura e presión ambiente, e é un forte irritante para a pel, os ollos e as mucosas. O pentafluoruro de fósforo úsase como catalizador para as reaccións de polimerización.
Como afecta o electrólito da batería de ión-litio á calidade da batería?
Para determinar o efecto dos electrólitos nas baterías de ión-litio, o equipo de investigación fixo probas relacionadas usando LiTFSI e LiFSI, que son dous electrólitos moi similares, agás que o LiFSI contén menos carbono e flúor que o LiTFSI. Utilizaron o equipo do laboratorio molecular ambiental para detectar constantemente a enerxía de carga e descarga da batería e, finalmente, investigaron a descomposición dos electrodos.
Descubriron que nas baterías de litio-xofre con LiTFSI como electrólito, os átomos de litio están unidos por átomos de xofre, formando sulfuro de litio (LiSx) na superficie do electrodo. Cando se usa LiFSI como electrólito, fórmase sulfato de litio (LiSOx). Ao calcular a estanqueidade de unión dos dous compostos de litio, descubriron que o sulfuro de litio se rompe facilmente para liberar litio. Non obstante, o sulfato de litio é difícil de separar, polo que o elemento de osíxeno do sulfato de litio é o culpable.
Ao combinar a descomposición macroscópica compositiva con simulacións, podemos ver que enlaces son propensos á rotura e que ocorre se rompe un enlace químico". O doutor Ji-Guang (Jason) Zhang, que dirixe o estudo no Laboratorio Nacional, dixo: " Este proceso permítenos identificar o comportamento do electrólito, o que nos leva a deseñar un mellor electrólito e mellorar a vida cíclica das baterías de litio-xofre.
Cales son as vantaxes dos ingredientes electrólitos da batería de ións de litio?
a. Alta condutividade iónica, que xeralmente debería ser 1x10-3~2x10-2S/cm.
b. Alta estabilidade térmica e química, nun amplo rango de tensión non se produce separación;
c. Fiestra electroquímica ampla, mantén a estabilidade do rendemento electroquímico nunha ampla gama de voltaxes;
d. Boa compatibilidade con outras partes da batería, como materiais de electrodos, colector de electrodos e diafragma.
e. Seguro, non tóxico, non contaminante.
O anterior é unha análise específica da composición do electrólito da batería de ión-litio, a maioría dos electrólitos utilizados nas baterías de ión-litio comerciais LiPF6 EC/DMC, que ten unha alta condutividade iónica e unha boa estabilidade electroquímica. En xeral, o papel do electrólito da batería de ión-litio é moi grande e as súas perspectivas de desenvolvemento tamén son moi amplas.
