Quell: neien Energie Leader, vun
Abstrakt: Am Moment sinn d'Lithiumsalze am kommerziellen Lithium-Ion Batterie Elektrolyt haaptsächlech LiPF6 a LiPF6 hunn dem Elektrolyt eng exzellent elektrochemesch Leeschtung ginn, awer LiPF6 huet eng schlecht thermesch a chemesch Stabilitéit, an ass ganz empfindlech op Waasser.
Am Moment sinn d'Lithiumsalze a kommerziellen Lithium-Ion Batterie Elektrolyt haaptsächlech LiPF6 a LiPF6 hunn dem Elektrolyt eng exzellent elektrochemesch Leeschtung ginn.Wéi och ëmmer, LiPF6 huet schlecht thermesch a chemesch Stabilitéit, an ass ganz empfindlech op Waasser.Ënnert der Aktioun vun enger klenger Quantitéit vun H2O, sauer Substanzen wéi HF wäert ofgebaut ginn, an dann de positiven Material corroded ginn, an der Transitioun Metal Elementer wäert opgeléist ginn, an der Uewerfläch vun negativ Elektroden migrated ginn SEI Film ze zerstéieren. , D'Resultater weisen datt de SEI Film weider wuessen, wat zu der kontinuéierlecher Réckgang vun der Kapazitéit vu Lithium-Ion Batterien féiert.
Fir dës Problemer ze iwwerwannen, hunn d'Leit gehofft datt d'Lithiumsalze vun Imid mat méi stabilem H2O a besserer thermescher a chemescher Stabilitéit, wéi Lithiumsalze wéi LiTFSI, lifsi a Liftfsi, duerch Käschtefaktoren an d'Anionen vu Lithiumsalze limitéiert sinn. wéi LiTFSI kann net fir Korrosioun vun Al Folie geléist ginn, etc., LiTFSI Lithium Salz ass net an der Praxis applizéiert ginn.Viru kuerzem huet VARVARA sharova vum däitsche HIU Laboratoire en neie Wee fir d'Applikatioun vun imide Lithiumsalze als Elektrolytadditive fonnt.
D'niddereg Potential vun GRAPHITE negativ Elektroden an Li-Ion Batterie wäert zu der Zersetzung vun electrolyte op seng Uewerfläch Féierung, passivation Layer Formatioun, déi SEI Film genannt ass.SEI Film kann electrolyte aus Zersetzung op der negativ Uewerfläch verhënneren, sou d'Stabilitéit vun SEI Film huet en entscheedende Afloss op den Zyklus Stabilitéit vun Lithium-Ion Akkuen.Och wa Lithiumsalze wéi LiTFSI fir eng Zäit laang net als Solute vu kommerziellen Elektrolyt benotzt kënne ginn, ass et als Additive benotzt an huet ganz gutt Resultater erreecht.VARVARA Sharova Experiment huet festgestallt datt d'Addéiere vun 2wt% LiTFSI am Elektrolyt effektiv d'Zyklusleistung vun der Lifepo4/Graphit Batterie verbesseren kann: 600 Zyklen bei 20 ℃ an d'Kapazitéitsreduktioun ass manner wéi 2%.An der Kontrollgruppe gëtt den Elektrolyt mat 2wt% VC Additiv dobäigesat.Ënnert déiselwecht Konditiounen erreecht de Réckgang vun der Kapazitéit vun der Batterie ongeféier 20%.
Fir den Effekt vu verschiddenen Additiven op d'Leeschtung vu Lithium-Ion-Batterien z'iwwerpréiwen, goufen déi eidel Grupp lp30 (EC: DMC = 1:1) ouni Zousatzstoffer an d'experimentell Grupp mat VC, LiTFSI, lifsi a Liftfsi vun varvarvara sharova virbereet. respektiv.D'Performance vun dësen Elektrolyte gouf duerch Knäpperhallefzell a Vollzelle bewäert.
D'Figur hei uewen weist d'voltammetresch Kéiren vun den Elektrolyte vun der eidel Kontrollgruppe an der experimenteller Grupp.Wärend dem Reduktiounsprozess hu mir gemierkt datt en offensichtleche Stroumpeak am Elektrolyt vun der eidel Grupp bei ongeféier 0.65v erschéngt, entsprécht der Reduktiounszündung vum EC-Léisungsmëttel.Den Zersetzungsstroum Peak vun der experimenteller Grupp mat VC-Additiv ass op den héije Potenzial verlagert, wat haaptsächlech war well d'Zersetzungsspannung vum VC-Additiv méi héich war wéi déi vun EC, Dofir ass d'Zersetzung als éischt geschitt, wat EC geschützt huet.Wéi och ëmmer, d'voltammetresch Kéiren vum Elektrolyt, deen mat LiTFSI, lifsi a Litfsi Additive bäigefüügt goufen, waren net wesentlech anescht wéi déi vun der eidel Grupp, déi uginn datt d'Imidadditive d'Zersetzung vum EC-Léisungsmëttel net reduzéiere kënnen.
D'Figur hei uewen weist d'elektrochemesch Leeschtung vun der Grafitanode a verschiddenen Elektrolyte.Vun der Effizienz vun der éischter charge an Offlossquantitéit, der Coulomb Effizienz vun eidel Grupp ass 93,3%, déi éischt Effizienz vun electrolytes mat LiTFSI, lifsi an liftfsi sinn 93,3%, 93,6% an 93,8%, respektiv.Wéi och ëmmer, déi éischt Effizienz vun Elektrolyte mat VC-Additiv ass nëmmen 91,5%, wat haaptsächlech ass well während der éischter Lithium-Interkalatioun vu Grafit VC op der Uewerfläch vun der Grafitanode zerstéiert a méi Li verbraucht.
D'Zesummesetzung vum SEI Film wäert e groussen Afloss op d'ionesch Leitung hunn, an dann den Taux Leeschtung vun Li Ion Batterie Afloss.Am Taux Performance Test gëtt festgestallt datt den Elektrolyt mat lifsi a Liftfsi Additive e bësse méi niddereg Kapazitéit huet wéi aner Elektrolyte bei héijer Stroumentladung.Am C / 2 Zyklustest ass d'Zyklusleistung vun all den Elektrolyte mat Imidadditive ganz stabil, während d'Kapazitéit vun den Elektrolyte mat VC-Additiven erofgeet.
Fir d'Stabilitéit vun Elektrolyt am laangfristeg Zyklus vun Lithium-Ion Batterie ze evaluéieren, VARVARA sharova och LiFePO4 / GRAPHITE voll Zell mat Knäppercher Zell virbereet, an évaluéieren der Zyklus Leeschtung vun electrolyte mat verschiddenen Zousätz bei 20 ℃ an 40 ℃.D'Evaluatiounsresultater ginn an der Tabell hei ënnen gewisen.Et kann aus der Tabell gesi ginn datt d'Effizienz vum Elektrolyt mat LiTFSI Additiv wesentlech méi héich ass wéi déi mat VC Additiv fir d'éischte Kéier, an d'Vëlo Leeschtung bei 20 ℃ ass nach méi iwwerwältegend.D'Kapazitéit Retentiounsquote vum Elektrolyt mat LiTFSI Additiv ass 98,1% no 600 Zyklen, während d'Kapazitéit Retentiounsquote vum Elektrolyt mat VC Additiv nëmmen 79,6% ass.Wéi och ëmmer, dëse Virdeel verschwënnt wann den Elektrolyt bei 40 ℃ gefuer ass, an all Elektrolyte hunn ähnlech Vëlo Leeschtung.
Vun der uewe genannter Analyse ass et net schwéier ze gesinn datt d'Zyklusleistung vun der Lithium-Ion Batterie wesentlech verbessert ka ginn wann Lithiumimide Salz als Elektrolytadditiv benotzt gëtt.Fir den Handlungsmechanismus vun Additiven wéi LiTFSI a Lithium-Ion-Batterien ze studéieren, huet VARVARA sharova d'Zesummesetzung vum SEI-Film analyséiert, deen op der Uewerfläch vun der Grafitanode a verschiddene Elektrolyte vun XPS geformt gouf.Déi folgend Figur weist d'XPS Analyse Resultater vun SEI Film geformt op der Uewerfläch vun GRAPHITE Anode no der éischter an der 50. Zyklen.Et kann gesi ginn datt de LIF Inhalt am SEI Film, deen am Elektrolyt mat LiTFSI Additiv geformt ass, wesentlech méi héich ass wéi deen am Elektrolyt mat VC Additiv.Weider quantitativ Analyse vun der Zesummesetzung vum SEI Film weist datt d'Uerdnung vum LIF Inhalt am SEI Film lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> eidel Grupp nom éischten Zyklus ass, awer de SEI Film ass net invariabel no der éischter Charge.No 50 Zyklen, ass de LIF Inhalt vun SEI Film am lifsi an liftfsi electrolyte ofgeholl vun 12% an 43%, respektiv, iwwerdeems de LIF Inhalt vun electrolyte dobäi mat LiTFSI vun 9% eropgaang.
Generell denken mir datt d'Struktur vun der SEI Membran an zwou Schichten opgedeelt ass: déi bannescht anorganesch Schicht an déi baussenzeg organesch Schicht.Déi anorganesch Schicht besteet haaptsächlech aus LIF, Li2CO3 an aner anorganesch Komponenten, déi besser elektrochemesch Leeschtung a méi héich Ionesch Konduktivitéit hunn.Déi baussenzeg organesch Schicht besteet haaptsächlech aus porösen Elektrolyt Zersetzung a Polymeriséierungsprodukter, wéi Roco2li, PEO a sou weider, wat kee staarke Schutz fir den Elektrolyt huet, Dofir hoffen mir datt d'SEI Membran méi anorganesch Komponenten enthält.Imide Zousatzstoffer kënne méi anorganesch LIF Komponenten op d'SEI Membran bréngen, wat d'Struktur vun der SEI Membran méi stabil mécht, kann besser Elektrolyt Zersetzung am Batterie Zyklus Prozess verhënneren, Li Konsum reduzéieren, a wesentlech d'Zyklus Leeschtung vun der Batterie verbesseren.
Als Elektrolyt-Additive, besonnesch LiTFSI-Additive, kënnen d'Imid-Lithiumsalze d'Zyklusleistung vun der Batterie wesentlech verbesseren.Dëst ass haaptsächlech wéinst der Tatsaach, datt de SEI Film geformt op der Uewerfläch vun GRAPHITE Anode méi LIF, méi dënn a méi stabil SEI Film huet, déi d'Zersetzung vun electrolyte reduzéiert an d'Interface Resistenz reduzéiert.Wéi och ëmmer, aus den aktuellen experimentellen Donnéeën ass LiTFSI Additiv méi gëeegent fir bei Raumtemperatur ze benotzen.Bei 40 ℃ huet LiTFSI Additiv keen offensichtleche Virdeel iwwer VC Additiv.
Post Zäit: Apr-15-2021