Lithium-ion batteri elektrolyttype
1,1 flydende elektrolyt
Valget af elektrolyt har stor indflydelse på lithiumionbatteriernes ydeevne. Det skal have god kemisk stabilitet, især ved højere potentialer og højere temperaturer, og har højere ionledningsevne (> 10-3). S / cm) og skal være inert over for anoden og katodematerialet, kan ikke invadere dem. Da lithiumionbatteriet har et højt ladnings- og udladningspotentiale, og anodematerialet er indlejret med et kemisk aktivt lithium, skal elektrolytten bruge en organisk forbindelse og kan ikke indeholde vand. Imidlertid er den ioniske ledningsevne af organisk materiale ikke god, så et opløseligt ledende salt tilsættes til det organiske opløsningsmiddel for at øge den ioniske ledningsevne. I øjeblikket anvendes lithium-ion batterier hovedsagelig som elektrolytter. Opløsningsmidlerne er vandfrie organiske stoffer som EC, PC, DMC, DEC, og de fleste bruger blandede opløsningsmidler som EC / DMC og PC / DMC. De ledende salte er LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6 osv., Og deres ledningsevne er engang LiAsF6> LiPF6> LiClO4> LiBF6. LiClO4 er sårbar over for eksplosion og andre sikkerhedsproblemer på grund af dets høje oxidationsegenskab. Det er generelt begrænset til eksperimentel forskning. LiAsF6 har høj ionledningsevne og er let at rense og har god stabilitet, men indeholder giftig As, som er begrænset i brug; LiBF6-kemi Og den termiske stabilitet er ikke god, og ledningsevnen er ikke høj. Selvom LiPF6 vil gennemgå dekomponeringsreaktion, har den høj ionisk ledningsevne, så lithiumionbatterier bruger i grunden LiPF6. På nuværende tidspunkt bruger de fleste elektrolytter, der anvendes i kommercielle lithiumionbatterier, EC / DMC'en af LiPF6, som har høj ionisk ledningsevne og god elektrokemisk stabilitet.
2,2 fast elektrolyt
Brugen af metallisk lithium direkte som anodemateriale har en høj reversibel kapacitet, og dens teoretiske kapacitet er så høj som 3862 mAh · g-1, hvilket er mere end ti gange så stort som grafitmaterialer, og prisen er også lav, hvilket betragtes som den optimale attraktion for en ny generation af lithium-ion-batterier. Anodematerialet vil producere dendritisk lithium. Anvendelsen af en fast elektrolyt som ledning af ioner kan altid vokse dendritisk lithium, hvilket gør det muligt at anvende metallisk lithium som et anodemateriale. Derudover undgår brugen af en fast elektrolyt ulempen ved for meget elektrolytlækage, og batteriet kan fremstilles i et tyndere (kun 0,1 mm tykt) højenergibatteri med en højere energitæthed og et mindre volumen. Destruktive eksperimenter viser, at lithium-ion-batterier i solid state har høj sikkerhed. Efter likvidation vil opvarmning (200 ° C), kortslutning og overladning (600%) og andre destruktive forsøg, væskeelektrolyt lithiumionbatterier lække og eksplodere. Seksuelle problemer, mens solid state batterier ikke har andre sikkerhedsproblemer bortset fra en mindre stigning i den indre temperatur (<20 °=""> Faste polymerelektrolytter har god fleksibilitet, formbarhed, stabilitet og lave omkostninger. Det kan bruges som en positiv og negativ elektrode spacer film og som en elektrolyt til ion transport.
Faste polymerelektrolytter klassificeres generelt i en tør fast polymerelektrolyt (SPE) og en gelpolymerelektrolyt (GPE). SPE faste polymerelektrolytter er hovedsageligt baseret på polyethylenoxid (PEO), hvilket har ulempen ved lav ionisk ledningsevne og kan kun nå 10-40 cm ved 100 ° C. I SPE forekommer ionledning hovedsageligt i den amorfe region, og transport overføres ved bevægelsen af polymerkæden. PEO krystalliseres let på grund af den høje regelmæssighed af dens molekylkæde, og krystallisation reducerer ionledningsevnen. For at øge den ioniske ledningsevne er det på den ene side muligt at reducere den ioniske ledningsevne. Derfor forbedres den ioniske ledningsevne på den ene side ved at reducere polymerens opløselighed. Udplantning, blokering, tværbinding, copolymerisation og lignende anvendes til at ødelægge polymerens sult-krystalegenskaber, og den ioniske ledningsevne deraf kan bemærkelsesværdigt forbedres. Derudover kan tilsætningen af et uorganisk komposit salt også øge den ioniske ledningsevne. Tilsætning af et højt dielektrisk konstant flydende organisk opløsningsmiddel med lav molekylvægt, såsom PC til den faste polymerelektrolyt, kan i høj grad forbedre opløseligheden af det ledende salt. Den dannede elektrolyt er en GPE-gelpolymerelektrolyt, som har en forbedret temperatur ved stuetemperatur. Ionisk ledningsevne, men likvidation vil mislykkes under brug. Gel polymer lithium ion batterier er blevet kommercialiseret.