Sumber: pimpinan energi anyar, dening
Abstrak: saiki, uyah lithium ing elektrolit baterei lithium-ion komersial utamane LiPF6 lan LiPF6 wis menehi kinerja elektrokimia elektrolit sing apik, nanging LiPF6 nduweni stabilitas termal lan kimia sing kurang, lan sensitif banget marang banyu.
Saiki, uyah lithium ing elektrolit baterei lithium-ion komersial utamane LiPF6 lan LiPF6 wis menehi kinerja elektrokimia sing apik banget.Nanging, LiPF6 nduweni stabilitas termal lan kimia sing kurang, lan sensitif banget marang banyu.Ing tumindak saka jumlah cilik saka H2O, zat asam kayata HF bakal decomposed, lan banjur materi positif bakal corroded, lan unsur logam transisi bakal dipun bibaraken, lan lumahing elektroda negatif bakal migrasi kanggo numpes film SEI. , Asil nuduhake yen film SEI terus berkembang, kang ndadékaké menyang Kurangé populasi terus saka kapasitas baterei lithium-ion.
Kanggo ngatasi masalah kasebut, wong ngarep-arep yen uyah lithium imide kanthi H2O luwih stabil lan stabilitas termal lan kimia sing luwih apik, kayata uyah lithium kayata LiTFSI, lifsi lan liftfsi, diwatesi dening faktor biaya lan anion saka uyah lithium. kayata LiTFSI ora bisa ditanggulangi kanggo karat Al foil, etc., LiTFSI uyah lithium durung Applied ing laku.Bubar, VARVARA sharova saka laboratorium HIU Jerman nemokake cara anyar kanggo aplikasi uyah lithium imide minangka aditif elektrolit.
Potensi kurang elektroda negatif grafit ing baterei Li-ion bakal nyebabake dekomposisi elektrolit ing permukaane, mbentuk lapisan passivation, sing diarani film SEI.Film SEI bisa nyegah elektrolit saka bosok ing lumahing negatif, supaya stabilitas film SEI duwe pengaruh wigati ing stabilitas siklus baterei lithium-ion.Sanajan uyah lithium kayata LiTFSI ora bisa digunakake minangka solute elektrolit komersial kanggo sawetara wektu, wis digunakake minangka aditif lan wis entuk asil sing apik banget.Eksperimen VARVARA sharova nemokake yen nambahake 2wt% LiTFSI ing elektrolit kanthi efektif bisa ningkatake kinerja siklus lifepo4 / baterei grafit: 600 siklus ing 20 ℃ lan nyuda kapasitas kurang saka 2%.Ing klompok kontrol, elektrolit kanthi aditif VC 2wt% ditambahake.Ing kahanan sing padha, nyuda kapasitas baterei tekan udakara 20%.
Kanggo verifikasi efek aditif beda ing kinerja baterei lithium-ion, klompok kosong lp30 (EC: DMC = 1: 1) tanpa aditif lan klompok eksperimen karo VC, LiTFSI, lifsi lan liftfsi disiapake dening varvarvara sharova mungguh.Kinerja elektrolit kasebut dievaluasi kanthi setengah sel tombol lan sel lengkap.
Gambar ing ndhuwur nuduhake kurva voltammetri saka elektrolit saka klompok kontrol kosong lan klompok eksperimen.Sajrone proses reduksi, kita weruh manawa puncak saiki sing jelas katon ing elektrolit klompok kosong ing babagan 0.65v, sing cocog karo dekomposisi pengurangan pelarut EC.Puncak saiki dekomposisi saka klompok eksperimen karo aditif VC pindah menyang potensial dhuwur, sing utamané amarga voltase bosok aditif VC luwih dhuwur tinimbang EC, Mulane, bosok dumadi pisanan, sing nglindhungi EC.Nanging, kurva voltammetrik elektrolit sing ditambahake karo aditif LiTFSI, lifsi lan littfsi ora beda banget karo klompok kothong, sing nuduhake yen aditif imide ora bisa nyuda dekomposisi pelarut EC.
Gambar ing ndhuwur nuduhake kinerja elektrokimia anoda grafit ing macem-macem elektrolit.Saka efisiensi pangisian daya lan pelepasan pisanan, efisiensi coulomb klompok kosong yaiku 93,3%, efisiensi elektrolit pertama kanthi LiTFSI, lifsi lan liftfsi yaiku 93,3%, 93,6% lan 93,8%.Nanging, efisiensi pisanan saka elektrolit karo aditif VC mung 91,5%, sing utamané amarga sak interkalasi lithium pisanan grafit, VC decomposes ing lumahing anoda grafit lan nganggo liyane Li.
Komposisi film SEI bakal duwe pengaruh gedhe ing konduktivitas ion, lan banjur mengaruhi kinerja tingkat baterei Li ion.Ing tes kinerja tingkat, ditemokake yen elektrolit karo aditif lifsi lan liftfsi nduweni kapasitas rada luwih murah tinimbang elektrolit liyane ing discharge saiki dhuwur.Ing tes siklus C / 2, kinerja siklus kabeh elektrolit kanthi aditif imide stabil banget, dene kapasitas elektrolit kanthi aditif VC mudhun.
Kanggo ngevaluasi stabilitas elektrolit ing siklus jangka panjang baterei lithium-ion, VARVARA sharova uga nyiapake sel lengkap LiFePO4 / grafit kanthi sel tombol, lan ngevaluasi kinerja siklus elektrolit kanthi aditif beda ing 20 ℃ lan 40 ℃.Asil evaluasi kapacak ing tabel ing ngisor iki.Bisa dideleng saka tabel yen efisiensi elektrolit kanthi aditif LiTFSI luwih dhuwur tinimbang karo aditif VC kanggo pisanan, lan kinerja muter ing 20 ℃ malah luwih akeh.Tingkat retensi kapasitas elektrolit kanthi aditif LiTFSI yaiku 98,1% sawise 600 siklus, dene tingkat retensi kapasitas elektrolit kanthi aditif VC mung 79,6%.Nanging, kauntungan iki ilang nalika elektrolit wis cycled ing 40 ℃, lan kabeh elektrolit duwe kinerja muter padha.
Saka analisis ndhuwur, iku ora angel kanggo ndeleng sing kinerja siklus baterei lithium-ion bisa Ngartekno apik nalika uyah imide lithium digunakake minangka aditif elektrolit.Kanggo nyinaoni mekanisme aksi aditif kayata LiTFSI ing baterei lithium-ion, VARVARA sharova nganalisa komposisi film SEI sing dibentuk ing permukaan anoda grafit ing elektrolit sing beda karo XPS.Gambar ing ngisor iki nuduhake asil analisis XPS saka film SEI sing dibentuk ing permukaan anoda grafit sawise siklus pisanan lan kaping 50.Bisa dideleng manawa isi LIF ing film SEI sing dibentuk ing elektrolit kanthi aditif LiTFSI luwih dhuwur tinimbang ing elektrolit kanthi aditif VC.Analisis kuantitatif luwih saka komposisi film SEI nuduhake yen urutan isi LIF ing film SEI yaiku lifsi > liftfsi > LiTFSI > VC > grup kothong sawise siklus pisanan, nanging film SEI ora invariable sawise ngisi pisanan.Sawise 50 siklus, isi LIF saka film SEI ing lifsi lan elektrolit liftfsi mudhun 12% lan 43%, masing-masing, nalika isi LIF saka elektrolit sing ditambahake karo LiTFSI mundhak 9%.
Umumé, kita mikir yen struktur membran SEI dipérang dadi rong lapisan: lapisan anorganik njero lan lapisan organik njaba.Lapisan anorganik utamane dumadi saka LIF, Li2CO3 lan komponen anorganik liyane, sing nduweni kinerja elektrokimia sing luwih apik lan konduktivitas ion sing luwih dhuwur.Lapisan organik njaba utamané dumadi saka dekomposisi elektrolit keropos lan produk polimerisasi, kayata roco2li, PEO lan liya-liyane, sing ora nduweni proteksi sing kuat kanggo elektrolit, Mulane, kita ngarep-arep yen membran SEI ngemot komponen anorganik liyane.Aditif imide bisa nggawa komponen LIF liyane anorganik kanggo membran SEI, kang ndadekake struktur membran SEI luwih stabil, bisa luwih nyegah bosok elektrolit ing proses siklus baterei, ngurangi konsumsi Li, lan Ngartekno nambah kinerja siklus baterei.
Minangka aditif elektrolit, utamané aditif LiTFSI, uyah lithium imide bisa Ngartekno nambah kinerja siklus baterei.Iki utamané amarga kasunyatan sing film SEI kawangun ing lumahing anoda grafit wis luwih LIF, tipis lan luwih stabil film SEI, kang nyuda dekomposisi elektrolit lan nyuda resistance antarmuka.Nanging, saka data eksperimen saiki, aditif LiTFSI luwih cocok digunakake ing suhu kamar.Ing 40 ℃, aditif LiTFSI ora duwe kauntungan sing jelas tinimbang aditif VC.
Wektu kirim: Apr-15-2021