Kaj je tekoči elektrolit?
Tekoči elektrolit
(1) Kemična sestava Tekoči elektrolit imenujemo tudi raztopina elektrolita. Je običajno uporabljen organski tekoči elektrolit v litij-ionskih baterijah, znan tudi kot ne-vodni tekoči elektrolit. Organski tekoči elektrolit je sestavljen iz litijeve soli, organskega topila in dodatkov.
① Litijeva sol: zagotavlja predvsem prevodne ione. Litijev heksafluorofosfat je najpogosteje uporabljena litijeva sol v komercialnih litij-ionskih baterijah. Čisti LiPF6 je bel kristal, topen v organskih topilih, kot so nizki-alkil etri, nitrili, piridinski estri, ketoni in alkoholi, vendar zmerno topen v organskih topilih, kot so alkani in benzen. Elektrolit LiPF6 ima relativno visoko prevodnost; pri 20 stopinjah lahko prevodnost EC+DMC (volumensko razmerje 1:1) doseže 10×10-²S/cm. Prevodnost običajno doseže največjo vrednost, ko je koncentracija elektrolita blizu 1mol/L. LiPF6 ima stabilno elektrokemično delovanje in ne razjeda odjemnika toka. Vendar ima LiPF6 slabo termično stabilnost in se zlahka razgradi v vodi, kar zahteva strog nadzor vsebnosti vlage v okolju med pripravo in uporabo.
② Organska topila: njihova glavna naloga je raztapljanje litijevih soli, kar omogoča, da elektrolit litijeve soli tvori prevodne ione.
Običajno uporabljena topila vključujejo propilen karbonat, dimetil karbonat in dietil karbonat.
Organska topila so običajno izbrana zaradi njihove visoke dielektrične konstante in nizke viskoznosti. Zaradi višje dielektrične konstante se litijeve soli lažje raztopijo in disociirajo; nižja viskoznost povzroči hitrejšo migracijo ionov. Vendar pa imajo v resnici topila z visoko dielektrično konstanto visoko viskoznost, topila z nizko viskoznostjo pa nizko dielektrično konstanto. Zato eno samo topilo težko hkrati izpolnjuje vse te zahteve. Litij-ionske baterije običajno uporabljajo mešanico organskih topil z visoko dielektrično konstanto in tistih z nizko viskoznostjo, da nadomestijo pomanjkljivosti vsake komponente. Na primer, karbonati EC imajo visoke dielektrične konstante, kar je koristno za disociacijo litijeve soli, medtem ko imajo karbonati DMC, DEC in EMC nizko viskoznost, kar pomaga izboljšati hitrost migracije litijevih ionov.
③ Dodatki: Na splošno igrajo vlogo pri izboljšanju in povečanju električnih in varnostnih lastnosti elektrolita. Na splošno imajo aditivi tri glavne funkcije: aa izboljšajo delovanje membrane SEI, na primer z dodajanjem vinilen karbonata (VC), vinil sulfita (ES) in SO2; b. Preprečite prekomerno polnjenje (z dodajanjem bifenila) in prekomerno-praznjenje; c. Dodatki za zaviranje gorenja lahko preprečijo gorenje ali eksplozijo baterije v pogojih pregrevanja, na primer dodajanje halogeniranih zaviralcev gorenja, zaviralcev gorenja na osnovi fosforja-in kompozitnih zaviralcev gorenja; d. Zmanjšajte vsebnost vode v sledovih in HF v elektrolitu.
