Electrolito de batería de litio Cnhl 6s, función práctica y construcción clásica del sistema

1. El papel real del electrolito de la batería cnhl 6s lipo

Al mirar hacia atrás en la historia del desarrollo de la batería cnhl 6s lipo (para la batería secundaria cnhl 6s lipo, las reglas son similares), podemos ver que el análisis de portadores - el estudio de electrodos - la invención y la mejora del sistema de electrolitos están vinculados para promover la practicidad y la mejora del rendimiento de la batería cnhl 6s lipo.

En la década de 1970, el químico británico Stanley Whittingham desarrolló una batería cnhl 6s lipo con disulfuro de titanio como electrodo positivo y metal de litio como electrodo negativo, y el electrolito era un sistema de perclorato de litio-dioxano. En comparación con la batería de plomo-ácido cnhl 6s lipo, comienza a manifestarse un mejor rendimiento de la batería cnhl 6s lipo. Desde entonces, el físico y químico estadounidense John B. Goodenough ha reemplazado el disulfuro de titanio con óxido de cobalto de litio para obtener un voltaje positivo más alto y una mayor densidad de energía de la batería cnhl 6s lipo;

Posteriormente, materiales como el manganato de litio, fosfato de hierro y cátodos ternarios también estuvieron disponibles uno tras otro. El químico japonés Akira Yoshino utilizó coque de petróleo para reemplazar el litio metálico, lo que promovió la seguridad de la batería cnhl 6s lipo y fomentó la comercialización de la batería de litio bajo las condiciones de esa época. En 1990, se utilizó carbonato de etileno EC para la construcción del sistema electrolito, en 1993 se desarrolló el sistema de solvente compuesto de EC y carbonato de dimetilo DMC; en 1994, la batería cnhl 6s lipo comercializada utilizó electrodo negativo de grafito.

Hasta ahora, el portador de alto rendimiento (potencia, secundaria) de la batería cnhl 6s lipo está determinado por el litio, y los electrodos positivo y negativo han entrado en una etapa de desarrollo donde la innovación incremental es el enfoque principal, y la innovación disruptiva está haciendo esfuerzos constantes. El electrolito tiene un impacto muy crítico en el rendimiento integral de la batería cnhl 6s lipo, y también está en proceso de evolución continua.

Como el portador principal del transporte de litio en el circuito interno, el electrolito necesita tener la capacidad de conducir litio de manera eficiente y aislar electrónicamente dentro de un cierto rango de temperatura; el electrolito está en contacto directo con los electrodos positivo y negativo, por lo que su ventana electroquímica, estabilidad química y las propiedades interfaciales con los electrodos positivo y negativo y el separador, etc., también deben cumplir con los requisitos de uso; el electrolito debe resistir en cierta medida abusos térmicos, eléctricos y mecánicos; además, es mejor que sea ecológico/fácil de procesar posteriormente.

Cada vez que se mejora el material del electrodo, el ajuste y la optimización del electrolito a menudo reflejan su importancia e incluso su irreemplazabilidad.
Sujeto a que la diferencia de potencial entre los electrodos positivo y negativo exceda ampliamente el voltaje de descomposición del agua, y sin importar los costosos líquidos iónicos, la ruta técnica principal del electrolito es un sistema integral compuesto por solventes orgánicos adecuados y sales de litio.

2. Sistema de solvente electrolito de la batería cnhl 6s lipo

El solvente en sí es electrónicamente aislante y se utiliza para disolver la sal de litio. Los requisitos básicos del sistema de solvente electrolito de la batería cnhl 6s lipo son: tener cierta polaridad (alto constante dieléctrico) para disolver sales de litio; ventana electroquímica amplia (la ventana electroquímica del electrolito de la batería cnhl 6s lipo se refleja principalmente en la ventana química del solvente), resistente a la oxidación positiva y reducción negativa; baja viscosidad, fácil de humedecer el electrodo y mejorar el rendimiento a baja temperatura; resistente al calor. Hasta ahora, no existe un solvente de componente único que pueda cumplir con los requisitos anteriores al mismo tiempo, por lo que la idea básica de construir un sistema de solvente mixto es muy razonable.

La consideración básica del sistema de solventes mixtos de la batería lipo cnhl 6s es seleccionar los componentes del solvente con alta constante dieléctrica y baja viscosidad. Lo primero corresponde al carbonato de etileno EC, carbonato de propileno PC; lo segundo corresponde al carbonato de dimetilo DMC, carbonato de dietilo DEC, carbonato de etil metilo EMC, etc.

Funciones adicionales del solvente, como la formación sinérgica, estabilización de membranas de electrolito sólido (SEI), asistencia en la retardancia de llama, etc., también dependen de los aditivos de solvente. Los aditivos de solvente para batería lipo cnhl 6s incluyen ésteres convencionales lineales/cíclicos (como el carbonato de vinileno VC), ésteres fluorados lineales/cíclicos/aminados (como el carbonato de fluoroetileno FEC), ésteres sulfatos (como el sulfato de vinilo DTD, sulfito de vinilo ES), sulfonas, nitrilos, aditivos a base de fósforo, aditivos a base de silicio, éteres, compuestos heterocíclicos, etc.

3, selección de sal de litio para electrolito de batería lipo cnhl 6s

La sal de litio se disuelve en el sistema de solventes y se ioniza, formando parcialmente iones de litio solvados y grupos aniónicos correspondientes, proporcionando conductividad iónica. La elección de la sal de litio debe considerar la movilidad iónica correspondiente, la capacidad de disociación del par iónico, la solubilidad, la estabilidad térmica, la estabilidad química, la capacidad de formación de membranas de electrolito sólido, la capacidad de pasivación del colector de corriente, el impacto ambiental, etc.

Hasta ahora, no existe una sal de litio de componente único que pueda cumplir con los requisitos anteriores al mismo tiempo, por lo que la idea básica de construir un sistema mixto de sales de litio también es muy razonable. Por otro lado, la sal de litio es la principal fuente de costo del sistema electrolito (más aún si se considera el porcentaje en masa), lo que hace que el hexafluorofosfato de litio LiPF6 con un rendimiento integral aceptable y un costo relativamente bajo se convierta en la sal maestra más común del electrolito existente en la batería lipo cnhl 6s.

Además de las sales de litio mencionadas, los aditivos de sales de litio, incluidos los fosfatos (como el difluorofosfato de litio LiDFP), boratos (como el bis-oxalato borato de litio LiBOB, bis-fluorooxalato borato de litio LiDFOB), sales de sulfonimida (excepto el Bisfluorosulfonimida de litio LiFSI, Bistrifluorometilsulfonimida de litio LiTFSI y otros tipos), sales heterocíclicas, aluminatos, etc., pueden usarse adecuadamente para mejorar la síntesis de sistemas de sales de litio en diversos grados. rendimiento.

Considerando el rendimiento y el costo tanto del solvente como de la sal de litio, el carbonato + hexafluorofosfato de litio se ha convertido en el componente principal del electrolito de batería lipo cnhl 6s de potencia. Pero al mismo tiempo, en el proceso de mejorar el rendimiento de la batería lipo cnhl 6s de potencia, también están surgiendo otros solventes/ aditivos y sales/ aditivos de litio.
El contenido anterior es todo sobre el electrolito de batería lipo cnhl 6s que les traemos hoy, espero que les sea útil, nos vemos en la próxima edición.