Orisun: olori agbara titun, nipasẹ
Áljẹbrà: ni lọwọlọwọ, awọn iyọ litiumu ni iṣowo litiumu-ion batiri elekitiroti jẹ nipataki LiPF6 ati LiPF6 ti fun elekitiroti o tayọ iṣẹ elekitiroti, ṣugbọn LiPF6 ko ni igbona ati iduroṣinṣin kemikali, ati pe o ni itara si omi.
Ni lọwọlọwọ, awọn iyọ litiumu ni awọn elekitiroli batiri litiumu-ion iṣowo jẹ pataki LiPF6 ati LiPF6 ti fun elekitiroti iṣẹ ṣiṣe elekitiroti to dara julọ.Sibẹsibẹ, LiPF6 ko ni igbona ati iduroṣinṣin kemikali, ati pe o ni itara pupọ si omi.Labẹ iṣẹ ti iye kekere ti H2O, awọn ohun elo acid gẹgẹbi HF yoo bajẹ, lẹhinna ohun elo rere yoo bajẹ, ati awọn eroja irin iyipada yoo titu, ati oju ti elekiturodu odi yoo lọ kiri lati pa fiimu SEI run. , Awọn abajade fihan pe fiimu SEI tẹsiwaju lati dagba, eyiti o yori si idinku ilọsiwaju ti agbara awọn batiri lithium-ion.
Lati bori awọn iṣoro wọnyi, awọn eniyan ti nireti pe awọn iyọ lithium ti imide pẹlu H2O ti o ni iduroṣinṣin diẹ sii ati imudara gbona ati iduroṣinṣin kemikali, gẹgẹbi awọn iyọ lithium gẹgẹbi LiTFSI, lifsi ati liftfsi, ni opin nipasẹ awọn idiyele idiyele ati awọn anions ti awọn iyọ lithium. gẹgẹ bi awọn LiTFSI ko le wa ni re fun ipata ti Al foil, ati be be lo, LiTFSI litiumu iyọ ti ko ti loo ni asa.Laipe, VARVARA sharova ti ile-iyẹwu HIU German ti rii ọna tuntun fun ohun elo ti imide lithium iyọ bi awọn afikun elekitiroli.
Awọn kekere o pọju ti lẹẹdi odi elekiturodu ni Li-ion batiri yoo ja si awọn jijera ti electrolyte lori awọn oniwe-dada, lara passivation Layer, eyi ti o ni a npe ni SEI film.Fiimu SEI le ṣe idiwọ electrolyte lati jijẹ lori oju odi, nitorinaa iduroṣinṣin ti fiimu SEI ni ipa pataki lori iduroṣinṣin ọmọ ti awọn batiri lithium-ion.Botilẹjẹpe awọn iyọ litiumu bii LiTFSI ko le ṣee lo bi solute electrolyte ti iṣowo fun igba diẹ, o ti lo bi awọn afikun ati pe o ti ṣaṣeyọri awọn abajade to dara pupọ.VARVARA sharova ṣàdánwò ri pe fifi 2wt% LiTFSI sinu elekitiroti le ṣe imunadoko iṣẹ ṣiṣe ọmọ ti lifepo4/ batiri graphite: awọn akoko 600 ni 20 ℃ ati idinku agbara jẹ kere ju 2%.Ninu ẹgbẹ iṣakoso, elekitiroti pẹlu afikun 2wt% VC ti ṣafikun.Labẹ awọn ipo kanna, idinku agbara batiri naa de 20%.
Lati le rii daju ipa ti awọn afikun oriṣiriṣi lori iṣẹ ti awọn batiri lithium-ion, ẹgbẹ òfo lp30 (EC: DMC = 1: 1) laisi awọn afikun ati ẹgbẹ idanwo pẹlu VC, LiTFSI, lifsi ati liftfsi ti pese sile nipasẹ varvarvara sharova lẹsẹsẹ.Iṣe ti awọn elekitiroti wọnyi jẹ iṣiro nipasẹ bọtini idaji sẹẹli ati sẹẹli kikun.
Nọmba ti o wa loke fihan awọn iyipo voltammetric ti awọn elekitiroti ti ẹgbẹ iṣakoso ofo ati ẹgbẹ adanwo.Lakoko ilana idinku, a ṣe akiyesi pe tente oke lọwọlọwọ han han ninu elekitiroti ti ẹgbẹ òfo ni iwọn 0.65v, ti o baamu si idinku idinku ti epo epo EC.Ipilẹ jijẹ lọwọlọwọ tente oke ti ẹgbẹ esiperimenta pẹlu aropọ VC ti yipada si agbara giga, eyiti o jẹ pataki nitori foliteji jijẹ ti aropọ VC ga ju ti EC lọ, Nitorinaa, ibajẹ naa waye ni akọkọ, eyiti o daabobo EC.Sibẹsibẹ, awọn iyipo voltammetric ti elekitiroti ti a ṣafikun pẹlu LiTFSI, lifsi ati awọn afikun littfsi ko yatọ ni pataki si awọn ti ẹgbẹ òfo, eyiti o tọka pe awọn afikun imide ko le dinku jijẹ ti EC epo.
Nọmba ti o wa loke fihan iṣẹ ṣiṣe elekitiroki ti anode graphite ni oriṣiriṣi awọn elekitiroti.Lati ṣiṣe ti idiyele akọkọ ati idasilẹ, ṣiṣe coulomb ti ẹgbẹ òfo jẹ 93.3%, ṣiṣe akọkọ ti awọn elekitiroti pẹlu LiTFSI, lifsi ati liftfsi jẹ 93.3%, 93.6% ati 93.8%, lẹsẹsẹ.Sibẹsibẹ, akọkọ ṣiṣe ti electrolytes pẹlu VC aropo jẹ nikan 91,5%, eyi ti o jẹ o kun nitori nigba akọkọ litiumu intercalation ti lẹẹdi, VC decomposes lori dada ti lẹẹdi anode ati ki o je diẹ Li.
Awọn akopọ ti fiimu SEI yoo ni ipa nla lori ionic conductivity, ati lẹhinna ni ipa lori iṣẹ oṣuwọn ti batiri Li ion.Ninu idanwo iṣẹ ṣiṣe oṣuwọn, a rii pe elekitiroti pẹlu lifsi ati awọn afikun liftfsi ni agbara kekere diẹ ju awọn elekitiroti miiran ni idasilẹ lọwọlọwọ giga.Ninu idanwo ọmọ C / 2, iṣẹ ṣiṣe ti gbogbo awọn elekitiroti pẹlu awọn afikun imide jẹ iduroṣinṣin pupọ, lakoko ti agbara awọn elekitiroti pẹlu awọn afikun VC dinku.
Lati le ṣe iṣiro iduroṣinṣin ti elekitiroti ni gigun gigun ti batiri litiumu-ion, VARVARA sharova tun pese LiFePO4 / graphite ni kikun sẹẹli pẹlu sẹẹli bọtini, ati ṣe iṣiro iṣẹ ṣiṣe ti elekitiroti pẹlu awọn afikun oriṣiriṣi ni 20 ℃ ati 40 ℃.Awọn abajade igbelewọn ti han ninu tabili ni isalẹ.O le rii lati ori tabili pe ṣiṣe ti elekitiroti pẹlu aropo LiTFSI jẹ pataki ti o ga ju iyẹn pẹlu aropọ VC fun igba akọkọ, ati pe iṣẹ gigun kẹkẹ ni 20 ℃ paapaa lagbara pupọ.Iwọn idaduro agbara ti elekitiroti pẹlu afikun LiTFSI jẹ 98.1% lẹhin awọn akoko 600, lakoko ti iwọn idaduro agbara ti elekitiroti pẹlu afikun VC jẹ 79.6% nikan.Sibẹsibẹ, anfani yii parẹ nigbati elekitiroti ti wa ni gigun kẹkẹ ni 40 ℃, ati gbogbo awọn elekitiroti ni iṣẹ ṣiṣe gigun kẹkẹ kanna.
Lati inu itupalẹ ti o wa loke, ko nira lati rii pe iṣẹ ṣiṣe ti batiri lithium-ion le ni ilọsiwaju ni pataki nigbati a lo iyo lithium imide bi aropo electrolyte.Lati le ṣe iwadi ilana iṣe ti awọn afikun gẹgẹbi LiTFSI ni awọn batiri lithium-ion, VARVARA sharova ṣe itupalẹ akojọpọ ti fiimu SEI ti a ṣẹda lori dada anode graphite ni oriṣiriṣi awọn elekitiroti nipasẹ XPS.Nọmba ti o tẹle yii fihan awọn abajade itupalẹ XPS ti fiimu SEI ti a ṣẹda lori dada anode graphite lẹhin akọkọ ati awọn iyipo 50th.O le rii pe akoonu LIF ti o wa ninu fiimu SEI ti o ṣẹda ninu elekitiroti pẹlu aropọ LiTFSI jẹ pataki ti o ga ju ti elekitiroti pẹlu aropọ VC.Itupalẹ titobi siwaju sii ti akopọ ti fiimu SEI fihan pe aṣẹ ti akoonu LIF ni fiimu SEI jẹ lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> ẹgbẹ òfo lẹhin ọmọ akọkọ, ṣugbọn fiimu SEI kii ṣe iyipada lẹhin idiyele akọkọ.Lẹhin awọn iyipo 50, akoonu LIF ti fiimu SEI ni lifsi ati liftfsi electrolyte dinku nipasẹ 12% ati 43% ni atele, lakoko ti akoonu LIF ti elekitiroti ti a ṣafikun pẹlu LiTFSI pọ si nipasẹ 9%.
Ni gbogbogbo, a ro pe eto ti awọ ara SEI ti pin si awọn ipele meji: Layer inorganic Layer ati Layer Organic ita.Layer inorganic jẹ nipataki ti LIF, Li2CO3 ati awọn paati eleto ara miiran, eyiti o ni iṣẹ ṣiṣe elekitirokimii to dara julọ ati ionic conductivity ga julọ.Awọn lode Organic Layer jẹ o kun kq ti la kọja electrolyte jijera ati polymerization awọn ọja, gẹgẹ bi awọn roco2li, PEO ati bẹ bẹ lori, eyi ti o ni ko si lagbara Idaabobo fun awọn electrolyte, Nitorina, a lero wipe awọn SEI awo ni diẹ ẹ sii inorganic irinše.Imide additives le mu diẹ ẹ sii inorganic LIF irinše si awọn SEI awo, eyi ti o mu awọn be ti awọn SEI awo diẹ sii idurosinsin, le dara se electrolyte jijera ninu awọn batiri ọmọ ilana, din Li agbara, ati significantly mu awọn ọmọ iṣẹ ti batiri.
Gẹgẹbi awọn afikun elekitiroti, paapaa awọn afikun LiTFSI, awọn iyọ lithium imide le ṣe ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe ti batiri ni pataki.Eyi jẹ nipataki nitori otitọ pe fiimu SEI ti a ṣẹda lori dada ti anode graphite ni LIF diẹ sii, tinrin ati fiimu SEI iduroṣinṣin diẹ sii, eyiti o dinku jijẹ ti electrolyte ati dinku resistance wiwo.Sibẹsibẹ, lati inu data esiperimenta lọwọlọwọ, afikun LiTFSI dara julọ fun lilo ni iwọn otutu yara.Ni 40 ℃, aropo LiTFSI ko ni anfani ti o han gbangba lori afikun VC.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹrin Ọjọ 15-2021