Lítium-ion akkumulátor elektrolit típusú
1.1 folyékony elektrolit
Az elektrolit kiválasztása nagy hatással van a lítium-ion akkumulátorok teljesítményére. Jó kémiai stabilitással kell rendelkeznie, különösen nagyobb potenciáloknál és magasabb hőmérsékleti környezeteknél, és nagyobb ionos vezetőképességű (> 10-3). S / cm), és inertnek kell lennie az anód- és katódanyagokkal szemben, nem tudják behatolni őket. Mivel a lítium-ion akkumulátor nagy töltési és kisülési potenciállal rendelkezik, és az anódanyag egy kémiailag aktív lítiumba van ágyazva, az elektrolitnak szerves vegyületet kell használnia, és nem tartalmazhat vizet. A szerves anyag ionos vezetőképessége azonban nem jó, így a szerves oldószerhez oldható vezető sót adunk az ionos vezetőképesség növelése érdekében. Jelenleg a lítium-ion akkumulátorokat főként elektrolitként használják. Az oldószerek vízmentes szerves anyagok, például EC, PC, DMC, DEC, és ezek többsége vegyes oldószereket, például EC / DMC-t és PC / DMC-t használ. A vezetőképes sók LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6, stb., És vezetőképességük egyszer LiAsF6>? LiPF6>? LiClO> 4> LiBF6. A LiClO4 magas oxidációs tulajdonsága miatt sebezhető a robbanás és más biztonsági problémák miatt. Általában kísérleti kutatásra korlátozódik. A LiAsF6 magas ionvezető képességgel rendelkezik, és könnyen tisztítható és jó stabilitással rendelkezik, de mérgező As-t tartalmaz, amely korlátozottan használható; LiBF6 kémia A hőstabilitás nem jó, és a vezetőképesség nem magas. Bár a LiPF6 bomlási reakción megy keresztül, nagy ionos vezetőképességű, így a lítium-ion akkumulátorok alapvetően LiPF6-ot használnak. Jelenleg a kereskedelmi lítium-ion akkumulátorokban használt elektrolitok többsége a LiPF6 EC / DMC-jét használja, amely magas ionvezető képességgel és jó elektrokémiai stabilitással rendelkezik.
2.2 szilárd elektrolit
A fém lítium használata közvetlenül anódanyagként nagy reverzibilis kapacitással rendelkezik, és elméleti kapacitása 3862 mAh · g-1, ami több mint tízszerese a grafit anyagokénak, és az ár is alacsony, ami szintén alacsony. az új generációs lítium-ion akkumulátorok optimális vonzerejének tekinthető. Az anódanyag dendritikus lítiumot termel. Egy szilárd elektrolit alkalmazása az ionok vezetése során mindig növekszik a dendritikus lítium, ami lehetővé teszi a fém lítium anódanyagként való használatát. Ezen túlmenően a szilárd elektrolit használata megakadályozza a túl sok elektrolit szivárgás hátrányát, és az akkumulátort vékonyabb (csak 0,1 mm vastag), nagy energiájú és kisebb térfogatú, nagy energiájú akkumulátorrá alakíthatjuk. A romboló kísérletek azt mutatják, hogy a szilárdtest-lítium-ion akkumulátorok nagy biztonságot nyújtanak. Felszámolás, fűtés (200 ° C), rövidzárlat és túlterhelés (600%) és egyéb káros kísérletek után folyékony elektrolit lítium-ion akkumulátorok szivárognak és felrobbannak. Szexuális problémák, míg a szilárdtest akkumulátorok nem rendelkeznek más biztonsági problémákkal, kivéve a belső hőmérséklet enyhe növekedését (<20 °=""> A szilárd polimer elektrolitok jó rugalmassággal, formázhatósággal, stabilitással és alacsony költséggel rendelkeznek. Használható pozitív és negatív elektród távtartó filmként és elektrolitként ionátvitelhez.
A szilárd polimer elektrolitokat általában száraz szilárd polimer elektrolit (SPE) és egy gélpolimer elektrolit (GPE) közé soroljuk. Az SPE szilárd polimer elektrolitok főként a polietilén-oxidon (PEO) alapulnak, amelyeknek hátránya az alacsony ionvezetőképesség, és 100 ° C-on csak 10-40 cm-re lehet elérni. Az SPE-ben az ionvezetés főként az amorf régióban történik, és a transzportot a polimer lánc mozgása adja át. A molekuláris lánc magas szabályszerűsége miatt a PEO könnyen kristályosodik, és a kristályosodás csökkenti az ionos vezetőképességet. Ezért az ionos vezetőképesség növelése érdekében egyrészt lehetőség van az ionos vezetőképesség csökkentésére. Ezért egyrészt az ionos vezetőképesség javítása a polimer oldhatóságának csökkentésével. Az átültetést, blokkolást, térhálósítást, kopolimerizációt és hasonlókat a polimer éhező kristály tulajdonságainak megsemmisítésére használjuk, és annak ionos vezetőképessége jelentősen javulhat. Emellett egy szervetlen kompozit só hozzáadása növelheti az ionos vezetőképességet. A szilárd polimer elektrolithoz nagy dielektromos állandó kis molekulatömegű folyékony szerves oldószer, például PC hozzáadása nagy mértékben javíthatja a vezetőképes só oldhatóságát. A képződött elektrolit egy GPE gél polimer elektrolit, melynek hőmérséklete szobahőmérsékleten jobb. Az ionos vezetőképesség, de a felszámolás sikertelen lesz a használat során. Gélpolimer lítium-ion akkumulátorokat forgalmaztak.