Cnhl 6s lipo batterielektrolytt, praktisk funksjon og klassisk systemkonstruksjon

1. Den faktiske rollen til cnhl 6s lipo-batteriets elektrolytt

Når vi ser tilbake på utviklingshistorien til cnhl 6s lipo-batteriet (for sekundære cnhl 6s lipo-batterier gjelder lignende regler), kan vi se at analysen av ladningsbærere - studiet av elektroder - oppfinnelsen og forbedringen av elektrolyttsystemet henger sammen for å fremme praktisk bruk og ytelsesforbedring av cnhl 6s lipo-batteriet.

På 1970-tallet utviklet den britiske kjemikeren Stanley Whittingham et cnhl 6s lipo-batteri med titandi-disulfid som den positive elektroden og litium som den negative elektroden, og elektrolytten var et litiumperklorat-dioksan-system. Sammenlignet med bly-syre cnhl 6s lipo-batteri begynner den bedre ytelsen til cnhl 6s lipo-batteriet å komme til uttrykk. Siden da har den amerikanske fysikeren og kjemikeren John B. Goodenough erstattet titandi-disulfid med litiumkoboltoxid for å oppnå høyere positiv spenning og høyere energitetthet i cnhl 6s lipo-batteriet;

Etterfølgende litium-manganat, litium-jernfosfat og katoder som ternære materialer er også tilgjengelige etter hverandre. Den japanske kjemikeren Akira Yoshino brukte petroleumskoks for å erstatte litiummetall, noe som fremmet sikkerheten til cnhl 6s lipo-batteriet og fremmet kommersialiseringen av litiumbatteriet under datidens forhold. I 1990 ble etylencarbonat EC brukt til konstruksjon av elektrolyttsystemet, i 1993 ble det utviklet et komposittløsemiddelsystem av EC og dimetylkarbonat DMC; i 1994 brukte det kommersialiserte cnhl 6s lipo-batteriet grafitt som negativ elektrode.

Til nå er bæreren av høypresterende (effekt, sekundær) cnhl 6s lipo-batteri bestemt til å være litium, og de positive og negative elektrodene har gått inn i en utviklingsfase der inkrementell innovasjon er hovedfokus, og gjennomgripende innovasjon gjør utrettelige anstrengelser. Elektrolytten har en veldig kritisk påvirkning på den samlede ytelsen til cnhl 6s lipo-batteriet, og er også i en kontinuerlig utviklingsprosess.

Som den dominerende bæreren av litiumtransport i den interne kretsen, må elektrolytten ha evnen til å lede litium effektivt og isolere elektronisk innenfor et visst temperaturområde; elektrolytten kommer i direkte kontakt med de positive og negative elektrodene, så dens elektrokjemiske vindu, kjemiske stabilitet, og de positive og negative elektrodene, grenseflaten til separatoren osv. må også oppfylle bruks-kravene; elektrolytten må motstå termisk, elektrisk og mekanisk påkjenning til en viss grad; slik som miljøvennlighet/enkel etterbehandling er bedre.

Hver gang elektrode-materialet forbedres, reflekterer justeringen og optimaliseringen av elektrolytten ofte dens viktighet og til og med uunnværlighet.
Underlagt potensialforskjellen mellom den positive og negative elektroden som langt overstiger vannspaltningsspenningen, og uavhengig av de dyre ioniske væskene, er den dominerende tekniske løsningen for elektrolytten et omfattende system bestående av egnede organiske løsemidler og litiumsalter.

2. cnhl 6s lipo-batteriets elektrolyttløsemiddelsystem

Selve løsemidlet er elektronisk isolerende og brukes til å løse opp litiumsalten. De grunnleggende kravene til cnhl 6s lipo-batteriets elektrolyttløsemiddelsystem er: ha en viss polaritet (høy dielektrisk konstant) for å løse opp litiumsalter; bredt elektrokjemisk vindu (det elektrokjemiske vinduet til cnhl 6s lipo-batteriets elektrolytt reflekteres hovedsakelig i løsemidlets elektriske kraft. Kjemisk vindu), motstandsdyktig mot positiv oksidasjon og negativ reduksjon; lav viskositet, lett å våte elektroden og forbedre lavtemperaturytelsen; varmebestandig. Til nå har det ikke eksistert noe enkeltkomponentløsemiddel som samtidig kan oppfylle ovennevnte krav, så den grunnleggende ideen om å konstruere et blandet løsemiddelsystem er veldig rimelig.

Den grunnleggende vurderingen av det blandede løsemiddelsystemet for cnhl 6s lipo-batteri er å velge løsemiddelkomponenter med høy dielektrisk konstant og lav viskositet. Den førstnevnte tilsvarer etylencarbonat EC, propylencarbonat PC; den sistnevnte tilsvarer dimetylkarbonat DMC, dietylkarbonat DEC, etylmetylkarbonat EMC osv.

Tilleggsfunksjoner til løsemiddelet, som synergistisk dannelse, stabilisering av faste elektrolyttmembraner (SEI), hjelp til flammehemming osv., avhenger også av løsemiddeltilsetningsstoffer. cnhl 6s lipo-batteriløsemiddeltilsetningsstoffer inkluderer konvensjonelle kjede-/sykliske estere (som vinylencarbonat VC), fluorinerte kjede-/sykliske/aminoestere (som fluoretylencarbonat FEC), sulfatestere (som vinylsulfat DTD, vinylsulfit ES), sulfoner, nitriler, fosforbaserte tilsetningsstoffer, silisiumbaserte tilsetningsstoffer, etere, heterosykliske forbindelser osv.

3, cnhl 6s lipo-batterielektrolytt litiumsaltvalg

Litiumsalten løses i løsemiddelsystemet og ioniseres, delvis dannende solvatiserte litiumioner og tilsvarende aniongrupper, som gir ionekonduktivitet. Valg av litiumsalt må ta hensyn til tilsvarende ionemobilitet, ionepardissosiasjonsevne, løselighet, termisk stabilitet, kjemisk stabilitet, evne til å danne fast elektrolyttmembran, passiveringsevne for strømoppsamler, miljøpåvirkning osv.

Så langt finnes det ikke noe enkeltkomponent litiumsalt som samtidig kan oppfylle de ovennevnte kravene, så den grunnleggende ideen om å konstruere et blandet litiumsaltsystem er også veldig rimelig. På den annen side er litiumsalt hovedkostnadskilden i elektrolyttsystemet (enda mer hvis massen prosentandel vurderes), noe som gjør at litium heksafluorofosfat LiPF6 med akseptabel samlet ytelse og relativt lav kostnad blir det mest vanlige elektrolyttet i eksisterende cnhl 6s lipo-batterielektrolytt. hovedsalt.

I tillegg til de ovennevnte litiumsaltene, kan litiumsalttilsetninger, inkludert fosfater (som litium difluorofosfat LiDFP), borater (som litium bis-oksalat borat LiBOB, litium bis-fluoroksalat borat LiDFOB), sulfonimid-salter (bortsett fra Lithium Bisfluorosulfonimid LiFSI, Lithium Bistrifluoromethylsulfonimid LiTFSI og andre typer), heterosykliske salter, aluminater osv., brukes riktig for å forbedre syntesen av litiumsaltsystemer i varierende grad. ytelse.

Med tanke på ytelsen og kostnaden til både løsemiddel og litiumsalt, har karbonat + litium heksafluorofosfat blitt hovedkomponenten i kraft-cnhl 6s lipo-batterielektrolytten. Men samtidig, i prosessen med å forbedre ytelsen til kraft-cnhl 6s lipo-batteriet, dukker også noen andre løsemidler/tilsetningsstoffer og litiumsalter/tilsetningsstoffer opp.
Ovenfor er hele innholdet i cnhl 6s lipo-batterielektrolytten som presenteres i dag, jeg håper det vil hjelpe deg, vi sees i neste utgave.