Stòr: stiùiriche lùth ùr, le
Abstract: Aig an àm seo, tha na salainn lithium ann an electrolyte bataraidh lithium-ion malairteach sa mhòr-chuid LiPF6 agus tha LiPF6 air coileanadh electrochemical sàr-mhath a thoirt don electrolyte, ach tha droch sheasmhachd teirmeach is ceimigeach aig LiPF6, agus tha e gu math mothachail air uisge.
Aig an àm seo, tha na salainn lithium ann an electrolyte bataraidh lithium-ion malairteach sa mhòr-chuid LiPF6 agus tha LiPF6 air coileanadh electrochemical sàr-mhath a thoirt don electrolyte.Ach, tha droch sheasmhachd teirmeach is ceimigeach aig LiPF6, agus tha e gu math mothachail air uisge.Fo ghnìomhachd beagan de H2O, thèid stuthan searbhagach leithid HF a lobhadh, agus an uairsin thèid an stuth adhartach a chrathadh, agus thèid na h-eileamaidean meatailt gluasaid a sgaoileadh, agus thèid uachdar electrode àicheil a ghluasad gus film SEI a sgrios. , Tha na toraidhean a 'sealltainn gu bheil am film SEI a' sìor fhàs, a tha a 'leantainn gu crìonadh leantainneach ann an comas bataraidhean lithium-ion.
Gus faighinn thairis air na duilgheadasan sin, tha daoine air a bhith an dòchas gum bi na salainn lithium de imid le H2O nas seasmhaiche agus seasmhachd teirmeach is ceimigeach nas fheàrr, leithid salainn lithium leithid LiTFSI, lifsi agus liftfsi, air an cuingealachadh le factaran cosgais agus anions de shalainn lithium leithid LiTFSI chan urrainn a bhith air fhuasgladh airson corrach Al foil, msaa, LiTFSI lithium salann cha deach a chur an sàs ann an cleachdadh.O chionn ghoirid, tha VARVARA sharova de obair-lann Gearmailteach HIU air dòigh ùr a lorg airson a bhith a’ cur a-steach salainn lithium imide mar stuthan cur-ris electrolyte.
Bidh comas ìosal dealan grafait àicheil ann am bataraidh Li-ion a’ leantainn gu lobhadh electrolyte air an uachdar aige, a’ cruthachadh còmhdach pasivation, ris an canar film SEI.Faodaidh film SEI casg a chuir air electrolyte bho lobhadh air an uachdar àicheil, agus mar sin tha seasmhachd film SEI a ’toirt buaidh chudromach air seasmhachd baidhsagal bataraidhean lithium-ion.Ged nach urrainnear salainn lithium leithid LiTFSI a chleachdadh mar solute de electrolyte malairteach airson greis, chaidh a chleachdadh mar chur-ris agus tha e air toraidhean fìor mhath a choileanadh.Lorg deuchainn VARVARA sharova gum faod cuir 2wt% LiTFSI anns an electrolyte leasachadh èifeachdach air coileanadh baidhsagal bataraidh lifepo4 / grafait: 600 cearcall aig 20 ℃ agus tha an crìonadh comas nas lugha na 2%.Anns a 'bhuidheann smachd, tha an electrolyte le cur-ris 2wt% VC air a chur ris.Fo na h-aon chumhachan, tha an crìonadh ann an comas a 'bhataraidh a' ruighinn mu 20%.
Gus dearbhadh buaidh diofar stuthan cur-ris air coileanadh bataraidhean lithium-ion, chaidh am buidheann bàn lp30 (EC: DMC = 1: 1) às aonais stuthan cur-ris agus am buidheann deuchainneach le VC, LiTFSI, lifsi agus liftfsi ullachadh le varvarvara sharova fa leth.Chaidh coileanadh nan electrolytes sin a mheasadh le putan leth cealla agus làn chealla.
Tha an dealbh gu h-àrd a’ sealltainn na lùban voltammetric de electrolytes a’ bhuidheann smachd bàn agus a’ bhuidheann deuchainneach.Rè a 'phròiseas lùghdachaidh, mhothaich sinn gun do nochd stùc làithreach follaiseach ann an electrolyte a' bhuidheann bàn aig mu 0.65v, a 'freagairt ri lùghdachadh lobhadh EC solvent.Ghluais stùc sruth lobhadh na buidhne deuchainneach le cuir-ris VC chun chomas àrd, a bha gu ìre mhòr air sgàth gu robh bholtadh dì-bhriseadh cuir-ris VC nas àirde na ìre EC, Mar sin, thachair an lobhadh an toiseach, a dhìon EC.Ach, cha robh na lùban voltammetric den electrolyte a chaidh a chur ris le LiTFSI, cuir-ris lifsi agus littfsi gu math eadar-dhealaichte bho fheadhainn a’ bhuidheann bhàn, a chomharraich nach b’ urrainn dha na cuir-ris imid lughdachadh lobhadh fuasglaidh EC.
Tha am figear gu h-àrd a 'sealltainn coileanadh electrochemical de graphite anod ann an diofar electrolytes.Bho èifeachdas a 'chiad chosgais agus sgaoilidh, is e èifeachdas coulomb buidheann falamh 93.3%, is e a' chiad èifeachdas electrolytes le LiTFSI, lifsi agus liftfsi 93.3%, 93.6% agus 93.8%, fa leth.Ach, chan eil a 'chiad èifeachdas electrolytes le cur-ris VC ach 91.5%, a tha gu ìre mhòr air sgàth' s gu bheil VC a 'dol sìos air uachdar anod grafait agus ag ithe barrachd Li anns a' chiad eadar-theangachadh lithium de grafait.
Bidh buaidh mhòr aig co-dhèanamh film SEI air an giùlan ionic, agus an uairsin bheir e buaidh air coileanadh ìre bataraidh Li ion.Anns an deuchainn coileanaidh reata, lorgar gu bheil comas beagan nas ìsle aig an electrolyte le cuir-ris lifsi agus liftfsi na electrolytes eile ann an sgaoileadh sruth àrd.Anns an deuchainn cearcall C / 2, tha coileanadh baidhsagal nan electrolytes gu lèir le cuir-ris iide gu math seasmhach, fhad ‘s a tha comas an electrolytes le cuir-ris VC a’ lughdachadh.
Gus measadh a dhèanamh air seasmhachd electrolyte ann an cearcall fad-ùine bataraidh lithium-ion, rinn VARVARA sharova cuideachd LiFePO4 / grafait làn chealla le cealla putan, agus rinn iad measadh air coileanadh baidhsagal electrolyte le diofar stuthan cur-ris aig 20 ℃ agus 40 ℃.Tha toraidhean a’ mheasaidh air an sealltainn sa chlàr gu h-ìosal.Chithear bhon chlàr gu bheil èifeachdas an electrolyte le cuir-ris LiTFSI gu math nas àirde na sin le cuir-ris VC airson a’ chiad uair, agus tha coileanadh rothaireachd aig 20 ℃ eadhon nas àirde.Is e ìre glèidhidh comas an electrolyte le cuir-ris LiTFSI 98.1% às deidh 600 cearcall, agus chan eil ìre glèidhidh comas an electrolyte le cuir-ris VC ach 79.6%.Ach, bidh a 'bhuannachd seo a' dol à sealladh nuair a thèid an electrolyte a chuairteachadh aig 40 ℃, agus tha coileanadh rothaireachd coltach ris a h-uile electrolytes.
Bhon mhion-sgrùdadh gu h-àrd, chan eil e duilich fhaicinn gum faodar coileanadh baidhsagal bataraidh lithium-ion a leasachadh gu mòr nuair a thèid salann lithium imide a chleachdadh mar chur-ris electrolyte.Gus sgrùdadh a dhèanamh air uidheamachd gnìomh stuthan cur-ris leithid LiTFSI ann am bataraidhean lithium-ion, rinn VARVARA sharova mion-sgrùdadh air co-dhèanamh film SEI a chaidh a chruthachadh air uachdar anod grafait ann an diofar electrolytes le XPS.Tha am figear a leanas a’ sealltainn toraidhean mion-sgrùdadh XPS de fhilm SEI a chaidh a chruthachadh air uachdar anod grafait às deidh a’ chiad agus an 50mh cearcallan.Chìthear gu bheil an susbaint LIF anns an fhilm SEI a chaidh a chruthachadh anns an electrolyte le cuir-ris LiTFSI gu math nas àirde na an ìre anns an electrolyte le cuir-ris VC.Tha tuilleadh mion-sgrùdadh cainneachdail air co-dhèanamh film SEI a’ sealltainn gu bheil òrdugh susbaint LIF ann am film SEI mar lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> buidheann bàn às deidh a’ chiad chearcall, ach chan eil am film SEI caochlaideach às deidh a’ chiad chosgais.Às deidh 50 cearcall, chaidh susbaint LIF film SEI ann an lifsi agus lioftfsi electrolyte sìos 12% agus 43%, fa leth, fhad ‘s a chaidh susbaint LIF de electrolyte a chaidh a chur ris le LiTFSI suas 9%.
San fharsaingeachd, tha sinn a 'smaoineachadh gu bheil structar an membran SEI air a roinn ann an dà shreath: an còmhdach neo-organach a-staigh agus an còmhdach organach a-muigh.Tha an còmhdach neo-organach sa mhòr-chuid air a dhèanamh suas de LIF, Li2CO3 agus co-phàirtean neo-organach eile, aig a bheil coileanadh electrochemical nas fheàrr agus giùlan ionic nas àirde.Tha an còmhdach organach a-muigh sa mhòr-chuid air a dhèanamh suas de lobhadh electrolyte porous agus toraidhean polymerization, leithid roco2li, PEO agus mar sin air adhart, aig nach eil dìon làidir airson an electrolyte, Mar sin, tha sinn an dòchas gu bheil barrachd phàirtean neo-organach anns an membran SEI.Faodaidh cuir-ris imide barrachd phàirtean LIF neo-organach a thoirt don membran SEI, a nì structar an membran SEI nas seasmhaiche, casg nas fheàrr air lobhadh electrolyte ann am pròiseas cearcall bataraidh, lughdachadh caitheamh Li, agus leasachadh mòr a dhèanamh air coileanadh baidhsagal a ’bhataraidh.
Mar stuthan cur-ris electrolyte, gu h-àraidh stuthan cur-ris LiTFSI, faodaidh salannan lithium adhartas mòr a dhèanamh air coileanadh baidhsagal a’ bhataraidh.Tha seo gu ìre mhòr mar thoradh air gu bheil barrachd LIF, film SEI nas taine agus nas seasmhaiche aig an fhilm SEI a chaidh a chruthachadh air uachdar anod grafait, a lughdaicheas lobhadh electrolyte agus a lughdaicheas an aghaidh eadar-aghaidh.Ach, bhon dàta deuchainneach gnàthach, tha cur-ris LiTFSI nas freagarraiche airson a chleachdadh aig teòthachd an t-seòmair.Aig 40 ℃, chan eil buannachd follaiseach aig cuir-ris LiTFSI thairis air cuir-ris VC.
Ùine puist: Giblean-15-2021