Hvad er flydende elektrolyt?
Flydende elektrolyt
(1) Kemisk sammensætning Flydende elektrolyt kaldes også elektrolytopløsning. Det er en almindeligt anvendt organisk flydende elektrolyt i lithium-ionbatterier, også kendt som ikke-vandig flydende elektrolyt. Organisk flydende elektrolyt er sammensat af lithiumsalt, organisk opløsningsmiddel og tilsætningsstoffer.
① Lithiumsalt: giver hovedsageligt ledende ioner. Lithiumhexafluorphosphat er det mest udbredte lithiumsalt i kommercielle lithium-ionbatterier. Pure LiPF6 er en hvid krystal, opløselig i organiske opløsningsmidler såsom lav-alkylethere, nitriler, pyridinestere, ketoner og alkoholer, men tungt opløselig i organiske opløsningsmidler såsom alkaner og benzen. LiPF6 elektrolyt har en relativt høj ledningsevne; ved 20 grader kan ledningsevnen af EC+DMC (volumenforhold 1:1) nå 10×10-²S/cm. Ledningsevnen når normalt sit maksimum, når elektrolytkoncentrationen er tæt på 1mol/L. LiPF6 har stabil elektrokemisk ydeevne og korroderer ikke strømaftageren. LiPF6 har imidlertid dårlig termisk stabilitet og nedbrydes let i vand, hvilket kræver streng kontrol af miljøets fugtindhold under forberedelse og brug.
② Organiske opløsningsmidler: Deres hovedfunktion er at opløse lithiumsalte, hvilket gør det muligt for lithiumsaltelektrolytten at danne ledende ioner.
Almindeligt anvendte opløsningsmidler omfatter propylencarbonat, dimethylcarbonat og diethylcarbonat.
Organiske opløsningsmidler er generelt valgt på grund af deres høje dielektriske konstant og lave viskositet. En højere dielektrisk konstant gør lithiumsalte lettere at opløse og dissociere; lavere viskositet resulterer i hurtigere ionmigrering. Men i virkeligheden har opløsningsmidler med høje dielektriske konstanter høj viskositet, og opløsningsmidler med lav viskositet har lave dielektriske konstanter. Derfor er det vanskeligt for et enkelt opløsningsmiddel at opfylde alle disse krav samtidigt. Lithium-ion-batterier bruger typisk en blanding af organiske opløsningsmidler med høje dielektriske konstanter og dem med lav viskositet for at kompensere for manglerne ved hver komponent. For eksempel har EC-karbonater høje dielektriske konstanter, hvilket er gavnligt for lithiumsaltdissociation, mens DMC-, DEC- og EMC-karbonater har lav viskositet, hvilket hjælper med at forbedre migrationshastigheden af lithiumioner.
③ Additiver: De spiller generelt en rolle i at forbedre og forbedre elektrolyttens elektriske og sikkerhedsmæssige ydeevne. Generelt har tilsætningsstoffer tre hovedfunktioner: aa Forbedre ydeevnen af SEI-membranen, såsom ved at tilføje vinylencarbonat (VC), vinylsulfit (ES) og SO2; b. Undgå overopladning (ved at tilføje biphenyl) og over-afladning; c. Flammehæmmende additiver kan forhindre batteriet i at brænde eller eksplodere under overophedningsforhold, såsom tilsætning af halogenerede flammehæmmere, fosfor-baserede flammehæmmere og sammensatte flammehæmmere; d. Reducer sporvands- og HF-indholdet i elektrolytten.
