Cnhl 6s Lipo-Batterie-Elektrolyt, praktische Funktion und klassischer Systemaufbau

1. Die tatsächliche Rolle des Elektrolyts der cnhl 6s lipo Batterie

Wenn man auf die Entwicklungsgeschichte der cnhl 6s lipo Batterie zurückblickt (für die sekundäre cnhl 6s lipo Batterie gelten ähnliche Regeln), sieht man, dass die Analyse der Ladungsträger - die Untersuchung der Elektroden - die Erfindung und Verbesserung des Elektrolytsystems miteinander verbunden sind, um die Praktikabilität und Leistungsverbesserung der cnhl 6s lipo Batterie voranzutreiben.

In den 1970er Jahren entwickelte der britische Chemiker Stanley Whittingham eine cnhl 6s lipo Batterie mit Titandisulfid als positive Elektrode und Lithiummetall als negative Elektrode, wobei das Elektrolyt ein Lithiumperchlorat-Dioxan-System war. Im Vergleich zur Blei-Säure cnhl 6s lipo Batterie beginnt sich die bessere Leistung der cnhl 6s lipo Batterie zu zeigen. Seitdem hat der amerikanische Physiker und Chemiker John B. Goodenough Titandisulfid durch Lithium-Kobaltoxid ersetzt, um eine höhere positive Spannung und eine höhere Energiedichte der cnhl 6s lipo Batterie zu erreichen;

Anschließend sind Lithium-Manganat, Lithium-Eisenphosphat und Kathoden wie ternäre Materialien nacheinander verfügbar. Der japanische Chemiker Akira Yoshino ersetzte Lithiummetall durch Petroleumkoks, was die Sicherheit der cnhl 6s Lipo-Batterie förderte und die Kommerzialisierung der Lithiumbatterie unter den damaligen Bedingungen vorantrieb. 1990 wurde Ethylencarbonat (EC) für den Aufbau des Elektrolytsystems verwendet, 1993 wurde das Verbundlösungssystem aus EC und Dimethylcarbonat (DMC) entwickelt; 1994 verwendete die kommerzialisierte cnhl 6s Lipo-Batterie eine Graphit-Negativelektrode.

Bis jetzt ist Lithium als Träger für Hochleistungs-(Leistungs-, Sekundär-) cnhl 6s Lipo-Batterien festgelegt, und die positiven und negativen Elektroden befinden sich in einer Entwicklungsphase, in der inkrementelle Innovationen im Vordergrund stehen, während disruptive Innovationen unermüdlich vorangetrieben werden. Der Elektrolyt hat einen sehr kritischen Einfluss auf die Gesamtleistung der cnhl 6s Lipo-Batterie und befindet sich ebenfalls in einem kontinuierlichen Evolutionsprozess.

Als Hauptträger des Lithiumtransports im Innenkreis muss der Elektrolyt die Fähigkeit besitzen, Lithium effizient zu leiten und elektronisch innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs zu isolieren; der Elektrolyt steht in direktem Kontakt mit den positiven und negativen Elektroden, daher müssen sein elektrochemisches Fenster, seine chemische Stabilität sowie die Grenzflächeneigenschaften zu den positiven und negativen Elektroden und dem Separator die Anforderungen an die Nutzung erfüllen; der Elektrolyt muss bis zu einem gewissen Grad thermischen, elektrischen und mechanischen Belastungen widerstehen; Umweltfreundlichkeit und einfache Nachbearbeitung sind von Vorteil.

Wann immer das Elektrodenmaterial verbessert wird, zeigt sich die Bedeutung und sogar Unersetzlichkeit der Anpassung und Optimierung des Elektrolyten.
Unter der Voraussetzung, dass die Potentialdifferenz zwischen der positiven und negativen Elektrode die Wasserspaltungsspannung bei weitem übersteigt, und unabhängig von den teuren ionischen Flüssigkeiten, ist die Haupttechnologie des Elektrolyten ein umfassendes System, das aus geeigneten organischen Lösungsmitteln und Lithiumsalzen besteht.

2. cnhl 6s Lipo-Batterie Elektrolyt-Lösungsmittelsystem

Das Lösungsmittel selbst ist elektronisch isolierend und wird verwendet, um das Lithiumsalz zu lösen. Die grundlegenden Anforderungen an das Lösungsmittelsystem des Elektrolyten der cnhl 6s Lipo-Batterie sind: eine bestimmte Polarität (hohe Dielektrizitätskonstante) zum Lösen von Lithiumsalzen; breites elektrochemisches Fenster (das elektrochemische Fenster des Elektrolyten der cnhl 6s Lipo-Batterie spiegelt sich hauptsächlich im elektrischen Leistungsfenster des Lösungsmittels wider. Chemisches Fenster), beständig gegen positive Oxidation und negative Reduktion; niedrige Viskosität, leicht benetzbar für die Elektrode und Verbesserung der Leistung bei niedrigen Temperaturen; hitzebeständig. Bis jetzt gibt es kein einstufiges Lösungsmittel, das alle oben genannten Anforderungen gleichzeitig erfüllt, daher ist die Grundidee, ein Mischlösungssystem zu konstruieren, sehr vernünftig.

Die grundlegende Überlegung beim Mischlösungsmittelsystem der cnhl 6s Lipo-Batterie ist die Auswahl von Lösungsmittelkomponenten mit hoher Dielektrizitätskonstante und niedriger Viskosität. Ersteres entspricht Ethylencarbonat EC, Propylencarbonat PC; letzteres entspricht Dimethylcarbonat DMC, Diethylcarbonat DEC, Ethylmethylcarbonat EMC usw.

Zusätzliche Funktionen des Lösungsmittels, wie synergistische Bildung, Stabilisierung fester Elektrolytmembranen (SEI), Unterstützung der Flammschutzwirkung usw., beruhen ebenfalls auf Lösungsmittel-Additiven. Die Lösungsmittel-Additive der cnhl 6s Lipo-Batterie umfassen konventionelle Ketten-/zyklische Ester (wie Vinylencarbonat VC), fluorierte Ketten-/zyklische/aminierte Ester (wie Fluorethylencarbonat FEC), Sulfatester (wie Vinylsulfat DTD, Vinylsulfit ES), Sulfone, Nitrile, phosphorbasierte Additive, siliziumbasierte Additive, Ether, heterocyclische Verbindungen usw.

3, Auswahl des Lithiumsalzes für den cnhl 6s Lipo-Batterie-Elektrolyten

Das Lithiumsalz wird im Lösungsmittelsystem gelöst und ionisiert, wobei teilweise solvatisierte Lithiumionen und entsprechende Anionengruppen gebildet werden, die die Ionenleitfähigkeit bereitstellen. Die Wahl des Lithiumsalzes muss die entsprechende Ionenmobilität, die Dissoziationsfähigkeit von Ionenpaaren, Löslichkeit, thermische Stabilität, chemische Stabilität, Fähigkeit zur Bildung einer festen Elektrolytmembran, Passivierungsfähigkeit des Stromsammlers, Umweltauswirkungen usw. berücksichtigen.

Bis jetzt gibt es kein einzelnes Lithiumsalz, das gleichzeitig alle oben genannten Anforderungen erfüllt, daher ist die Grundidee, ein gemischtes Lithiumsalzsystem zu konstruieren, auch sehr vernünftig. Andererseits ist Lithiumsalz die Hauptkostenquelle des Elektrolytsystems (besonders wenn der Massenanteil berücksichtigt wird), was Lithiumhexafluorphosphat LiPF6 mit akzeptabler Gesamtleistung und relativ niedrigen Kosten zum am häufigsten verwendeten Elektrolytmaster-Salz im bestehenden cnhl 6s Lipo-Batterie-Elektrolyten macht.

Neben den oben genannten Lithiumsalzen können Lithiumsalz-Additive, einschließlich Phosphate (wie Lithiumdifluorphosphat LiDFP), Borate (wie Lithiumbisoxalatborat LiBOB, Lithiumbisfluoroxalatborat LiDFOB), Sulfonimid-Salze (außer Lithiumbisfluorsulfonimid LiFSI, Lithiumbistrifluormethylsulfonimid LiTFSI und anderen Typen), heterocyclische Salze, Aluminate usw. angemessen verwendet werden, um die Synthese von Lithiumsalzsystemen in unterschiedlichem Maße zu verbessern.

Unter Berücksichtigung der Leistung und Kosten sowohl des Lösungsmittels als auch des Lithiumsalzes ist Carbonat + Lithiumhexafluorphosphat zur Hauptkomponente des Elektrolyten der cnhl 6s Lipo-Batterie geworden. Gleichzeitig tauchen im Prozess der Leistungsverbesserung der cnhl 6s Lipo-Batterie jedoch auch andere Lösungsmittel/Additive und Lithiumsalze/Additive auf.
Das Obige ist der gesamte Inhalt des heute vorgestellten cnhl 6s Lipo-Batterie-Elektrolyten. Ich hoffe, es wird Ihnen helfen. Wir sehen uns in der nächsten Ausgabe.