Cnhl 6s lipo batteri elektrolyt, praktisk funktion och klassisk systemkonstruktion

1. Den faktiska rollen för cnhl 6s lipo-batteriets elektrolyt

När vi ser tillbaka på utvecklingshistorien för cnhl 6s lipo-batteriet (för sekundära cnhl 6s lipo-batterier gäller liknande regler) kan vi se att analysen av bärare - studiet av elektroder - uppfinningen och förbättringen av elektrolytsystemet hänger ihop för att främja praktisk användning och prestandaförbättring av cnhl 6s lipo-batteriet.

På 1970-talet utvecklade den brittiske kemisten Stanley Whittingham ett cnhl 6s lipo-batteri med titandisulfid som positiv elektrod och litium som negativ elektrod, och elektrolyten var ett litiumperklorat-dioxansystem. Jämfört med bly-syra cnhl 6s lipo-batteri börjar den bättre prestandan hos cnhl 6s lipo-batteriet att visa sig. Sedan dess har den amerikanske fysikern och kemisten John B. Goodenough ersatt titandisulfid med litiumkoboltoxid för att uppnå högre positiv spänning och högre energitäthet i cnhl 6s lipo-batteriet;

Efterföljande litiummanganat, litiumjärnfosfat och katoder som ternära material finns också tillgängliga en efter en. Den japanske kemisten Akira Yoshino använde petroleumkoks för att ersätta litiummetall, vilket främjade säkerheten för cnhl 6s lipo-batteriet och främjade kommersialiseringen av litiumbatteriet under de dåvarande förhållandena. År 1990 användes etylencarbonat EC för konstruktion av elektrolytsystemet, 1993 utvecklades det sammansatta lösningsmedelssystemet av EC och dimetylkarbonat DMC; 1994 använde det kommersialiserade cnhl 6s lipo-batteriet grafit som negativ elektrod.

Hittills är bärare av högpresterande (kraft, sekundär) cnhl 6s lipo-batteri fastställd till litium, och de positiva och negativa elektroderna har gått in i en utvecklingsfas där inkrementell innovation är huvudfokus, och omvälvande innovation gör outtröttliga ansträngningar. Elektrolyten har en mycket kritisk påverkan på den samlade prestandan hos cnhl 6s lipo-batteriet och är också i en process av kontinuerlig utveckling.

Som den dominerande bärare av litiumtransport i den interna kretsen behöver elektrolyten ha förmågan att effektivt leda litium och isolera elektroniskt inom ett visst temperaturområde; elektrolyten kommer i direkt kontakt med de positiva och negativa elektroderna, så dess elektrokemiska fönster, kemiska stabilitet, samt de positiva och negativa elektrodernas, separatorns gränssnittsegenskaper etc. måste också uppfylla användningskraven; elektrolyten måste motstå termisk, elektrisk och mekanisk påfrestning till viss del; miljövänlighet/lätt efterbehandling är bättre.

När elektroden material förbättras, återspeglar justeringen och optimeringen av elektrolyten ofta dess betydelse och till och med oersättlighet.
Med förbehåll för att potentialskillnaden mellan den positiva och negativa elektroden vida överstiger vattensplittringsspänningen, och oavsett de dyra jonvätskorna, är den dominerande tekniska vägen för elektrolyten ett omfattande system bestående av lämpliga organiska lösningsmedel och litiumsalter.

2. cnhl 6s lipo-batteriets elektrolytlösningsmedelssystem

Själva lösningsmedlet är elektroniskt isolerande och används för att lösa litiumsalten. De grundläggande kraven för cnhl 6s lipo-batteriets elektrolytlösningsmedelssystem är: att ha en viss polaritet (hög dielektricitetskonstant) för att lösa litiumsalter; brett elektrokemiskt fönster (det elektrokemiska fönstret för cnhl 6s lipo-batteriets elektrolyt återspeglas huvudsakligen i lösningsmedlets elektriska kraft. Kemiskt fönster), motståndskraftigt mot positiv oxidation och negativ reduktion; låg viskositet, lätt att blöta elektroden och förbättra lågtemperaturprestanda; värmebeständigt. Hittills finns det inget enkomponentslösningsmedel som samtidigt kan uppfylla ovanstående krav, så den grundläggande idén att konstruera ett blandat lösningsmedelssystem är mycket rimlig.

Den grundläggande övervägningen för det blandade lösningsmedelssystemet i cnhl 6s lipo batteri är att välja lösningsmedelskomponenter med hög dielektrisk konstant och låg viskositet. Den förstnämnda motsvarar etylencarbonat EC, propylencarbonat PC; den sistnämnda motsvarar dimetylkarbonat DMC, dietylkarbonat DEC, etylmetylkarbonat EMC med flera.

Ytterligare funktioner hos lösningsmedlet, såsom synergistisk bildning, stabilisering av fasta elektrolytmembran (SEI), hjälp vid flamskydd med mera, är också beroende av lösningsmedelstillsatser. cnhl 6s lipo batteri lösningsmedelstillsatser inkluderar konventionella kedje-/cykliska estrar (såsom vinylencarbonat VC), fluorerade kedje-/cykliska/aminoestrar (såsom fluoretylencarbonat FEC), sulfat-estrar (såsom vinylsulfat DTD, vinylsulfit ES), sulfoner, nitriler, fosforbaserade tillsatser, kiselbaserade tillsatser, etrar, heterocykliska föreningar med mera.

3, cnhl 6s lipo batterielektrolyt litiumsaltval

Litiumsaltet löses upp i lösningsmedelssystemet och joniseras, delvis bildande solvatiserade litiumjoner och motsvarande anjongrupper, vilket ger jonledningsförmåga. Valet av litiumsalt behöver ta hänsyn till motsvarande jonrörlighet, jonparsdissociationsförmåga, löslighet, termisk stabilitet, kemisk stabilitet, förmåga att bilda fast elektrolytmembran, passivering av strömsamlare, miljöpåverkan med mera.

Hittills finns det inget enkomponents litiumsalt som samtidigt kan uppfylla ovanstående krav, så den grundläggande idén att konstruera ett blandat litiumsaltsystem är också mycket rimlig. Å andra sidan är litiumsalt den huvudsakliga kostnadskällan i elektrolytsystemet (ännu mer om massprocent beaktas), vilket gör att litiumhexafluorofosfat LiPF6 med acceptabel samlad prestanda och relativt låg kostnad blir det vanligaste elektrolytsaltet i befintlig cnhl 6s lipo batterielektrolyt.

Förutom ovanstående litiumsalter kan litiumsaltstillsatser, inklusive fosfater (såsom litiumdifluorofosfat LiDFP), borater (såsom litium bis-oxalatborat LiBOB, litium bis-fluoroxalatborat LiDFOB), sulfonimid-salter (utom Litium Bisfluorosulfonimid LiFSI, Litium Bistrifluorometylsulfonimid LiTFSI och andra typer), heterocykliska salter, aluminater etc. användas på rätt sätt för att i varierande grad förbättra syntesen av litiumsaltsystemens prestanda.

Med tanke på prestanda och kostnad för både lösningsmedel och litiumsalt har karbonat + litiumhexafluorofosfat blivit huvudkomponenten i elektrolyten för kraft-cnhl 6s lipo batteri. Men samtidigt, i processen att förbättra prestandan hos kraft-cnhl 6s lipo batteriet, dyker även andra lösningsmedel/tillsatser och litiumsalter/tillsatser upp.
Ovanstående är hela innehållet om cnhl 6s lipo batteri elektrolyt som presenteras idag, jag hoppas det hjälper dig, vi ses i nästa nummer.