Litiumjonbatteri-elektrolyttyp
1,1 flytande elektrolyt
Valet av elektrolyt har stor inverkan på prestandan hos litiumjonbatterier. Det måste ha god kemisk stabilitet, särskilt vid högre potentialer och högre temperaturer, och har högre jonledningsförmåga (> 10-3). ? S / cm), och måste vara inert mot anoden och katodmaterialet, kan inte invadera dem. Eftersom litiumjonbatteriet har en hög laddning och urladdningspotential och anodmaterialet är inbäddat med ett kemiskt aktivt litium, måste elektrolyten använda en organisk förening och kan inte innehålla vatten. Emellertid är den jonledande förmågan hos organisk substans inte bra, så ett lösligt ledande salt sättes till det organiska lösningsmedlet för att öka jonledningsförmågan. För närvarande används litiumjonbatterier huvudsakligen som elektrolyter. Lösningsmedlen är vattenfria organiska ämnen som EC, PC, DMC, DEC, och de flesta använder blandade lösningsmedel som EC / DMC och PC / DMC. De ledande salterna är LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6, etc., och deras ledningsförmåga är en gång LiAsF6> LiPF6> LiClO4> LiBF6. LiClO4 är sårbart för explosion och andra säkerhetsproblem på grund av dess höga oxidationsegenskaper. Det är allmänt begränsat till experimentell forskning. LiAsF6 har hög jonledningsförmåga och är lätt att rena och har god stabilitet, men innehåller giftigt As, vilket är begränsat vid användning. LiBF6-kemi och termisk stabilitet är inte bra och konduktiviteten är inte hög. Även om LiPF6 kommer att genomgå sönderdelningsreaktion, har den hög jonledningsförmåga, så litiumjonbatterier använder i grunden LiPF6. För närvarande använder de flesta elektrolyterna som används i kommersiella litiumjonbatterier EC / DMC av LiPF6, vilket har hög jonledningsförmåga och god elektrokemisk stabilitet.
2,2 fast elektrolyt
Användningen av metallisk litium direkt som ett anodmaterial har en hög reversibel kapacitet och dess teoretiska kapacitet är så hög som 3862 mAh · g-1, vilket är mer än tio gånger så mycket som grafitmaterial, och priset är också lågt vilket betraktas som den optimala attraktionen för en ny generation litiumjonbatterier. Anodmaterialet kommer att producera dendritisk litium. Användningen av en fast elektrolyt som ledningen av joner kan alltid växa dendritiskt litium, vilket gör det möjligt att använda metalliskt litium som ett anodmaterial. Dessutom undviker användningen av en fast elektrolyt nackdelen med för mycket elektrolytläckage, och batteriet kan tillverkas i ett tunnare (endast 0,1 mm tjockt) högenergibatteri med högre energitäthet och en mindre volym. Destruktiva experiment visar att solid-state litiumjonbatterier har hög säkerhetsprestanda. Efter likvidation, upphettning (200 ° C), kortslutning och överladdning (600%) och andra destruktiva försök, kommer vätskeelektrolyt litiumjonbatterier att läcka och explodera. Sexuella problem, medan solid state-batterier inte har några andra säkerhetsproblem förutom en liten ökning av intern temperatur (<20 °=""> Fasta polymerelektrolyter har god flexibilitet, formbarhet, stabilitet och låg kostnad. Den kan användas som en positiv och negativ elektrod spacerfilm och som en elektrolyt för jontransport.
Fast polymerelektrolyter klassificeras generellt i en torr fast polymerelektrolyt (SPE) och en gelpolymerelektrolyt (GPE). SPE fasta polymerelektrolyter är huvudsakligen baserade på polyetylenoxid (PEO), som har nackdelen med låg jonledningsförmåga och kan endast nå 10-40 cm vid 100 ° C. I SPE sker jonledningen huvudsakligen i den amorfa regionen, och transport överförs genom polymerkedjans rörelse. PEO kristalliseras lätt på grund av den höga regelbundenheten hos dess molekylkedja, och kristallisationen minskar jonledningsförmågan. För att öka den jonledande förmågan är det å andra sidan möjligt att minska jonledningsförmågan. För att förbättra den jonledande förmågan, å ena sidan, genom att reducera polymerens löslighet. Ympning, blockering, tvärbindning, sampolymerisation och liknande används för att förstöra polymerens svältkristallegenskaper, och den jonledande förmågan därav kan märkbart förbättras. Dessutom kan tillsatsen av ett oorganiskt komposit salt öka jonledningsförmågan. Att tillsätta ett högt dielektriskt konstant, flytande organiskt lösningsmedel med låg molekylvikt, såsom PC till den fasta polymerelektrolyten, kan avsevärt förbättra lösligheten hos det ledande saltet. Den bildade elektrolyten är en GPE-gelpolymerelektrolyt, vilken har en förbättrad temperatur vid rumstemperatur. Jonisk ledningsförmåga, men likvidation kommer att misslyckas under användning. Gelpolymer litiumjonbatterier har kommersialiserats.