Ma electrolyte ghakukhora ghali na vitumbiko vinandi kuluska ma electrolyte gha maji. Mwaciyelezgero, ŵangacepeska kunangika kwa magesi para ŵakuchaja na kufumiska magesi, ndipo ivi vikovwira kuti ŵaŵe ŵakuvikilirika. Kweniso vikukhazikika makora chomene, ni vipusu kucitako, ndiposo kukura kwa .litiyamudendrites angachepeskeke mu vyakusungunula -vyambura kusungunuka vya polima vyakukhora.
Kafukufuku wa vyakupangika na polima wakamba mu 1973, apo Fenton et al. ŵakasanga kuti vinthu ivyo vikupangika na polyethylene oxide (PEO) ivyo vili na vitsulo vya alkali vingapangiska kuti ayoni ghaŵe na maji. Kufuma nyengo iyo, ŵanthu ŵanandi ŵakutemwa chomene vya electrolyte vya polymer.
Mu 1978, Dr. Armand wakayowoyerathu kuti PEO-based polymer yakukhora -state polymer yingagwiliskirika nchito nga ni vyakupangika na mabatire.
Mu vyaka makumi ghaŵiri ivyo vikalondezgapo, ŵakusanda ŵakaŵikapo mtima comene kuti ŵasambire umo ion yikuchitira na umo mphaka ya electrolyte-electrode yikuŵira mu batire, ndipo ŵakaluta panthazi makora.
Mabatire gha lithiamu-ion ghakugwiriskira ncito magesi ghakukhora gha polymer ghangapangiska kuti paleke kuŵa masuzgo ghakudontha agho ghakukhwaskana na magesi gha maji.
Ma polymer ghakupangika mwambura kusuzga ndipo ghangapangika kuŵa ghachoko. Chifukwa cha pulasitiki yawo yikuru, ma polima ghangagwiliskirikaso ntchito kupanga mabatire ghakuwonda-filimu. Mabatire ghakupambanapambana ghangapangika mwakugwiliskira nchito ma electrolyte gha polymer kuti ghafiske ivyo vikukhumbikwa pa ntchito zakupambanapambana. Kweniso, ma electrolyte gha polymer ghakupereka kukhazikika kwa kemiko, magesi, na kutentha kwakukwana pakuyaniska na ma electrolyte gha maji, ndipo ghakuchita vinthu vichoko waka na ma electrode ndiposo ghakutentha chomene. Kusinthasintha kwa ma electrolyte gha polima kungapangiska kuti kusintha kwa voliyumu mu ma electrode pa nyengo ya kulipira na kufumiska, ndipo ivi vikupangiska kuti batire liŵe lakukhora. Ntheura, para ŵaguliska mabatire gha maji-ion, luso lwa mabatire gha lithiamu-ion ilo likukhazikika pa ma electrolyte gha polymer lizamukura mwaluŵiro na kukwaniska kuguliska makora.
Pali nthowa zinandi zakugaŵira vinthu ivyo vikupangika na polymer electrolytes, ndipo ivyo vikuŵikika vikupambana. Pasono, vipangizo vyakupangika na polima vyakukhora vikupambaniskika chomene kuyana na mtundu wa polima iyo yikugwiriskirika nchito, nga ni polyether- yakumanyikwa chomene iyo yikupangika na polyether (PEO), ndiposo polymethyl methacrylate (PMMA) na polyacrylonitrile (PAN). Kuyowoya mwakudumura, ma electrolyte gha polima ghakwenera kufiska vinthu ivi kuti ghagwiriskike nchito mu mabatire gha lithiamu-ion.
Kulongozga kwa ionic kwapachanya
Nambala yakutumizgika ya lithiamu - ion
Nkhongono yiwemi ya makina
Windo likuru la magesi
Kukhazikika makora kwa kemiko na kutentha
Mu ndondomeko ya electrolyte ya polima yasono, ma polima ghakulongora crystallinity yikuru pa kutentha kwa chipinda, ndipo ichi chikulongosora chifukwa icho nkhongono ya electrolyte ya polima yakukhora pa kutentha kwa chipinda njapasi chomene kuluska ya maji. Makristalo ghanandi mu ma polima ni spherulites, ndipo pakati pawo pali malo ghambura kuwoneka. Ŵanthu ŵanandi ŵakugomezga kuti lithiamu-ion conduction yikuchitika chomene mu vigaŵa ivi vyambura kuwoneka.
Ntheura, kupulikiska umo vigaŵa vya ma polima vikupangikira nkhwakovwira chomene pakusambira umo lithiamu - ion yikuchitira.
Kwa dongosolo la electrolyte la polymer la binary, kapangidwe ka chigaŵa makamaka kali na mitundu yiŵiri: malo gha kristalo na malo ghambura kuwoneka. Kupangika kwa madera gha kristalo kukulongozgeka na kinetically ndipo kukukhwaskana mwachindunji na nyengo yakunozgekera na nyengo. Kuyowoya mwakudumura, chifukwa cha kuŵapo kwa vigaŵa vya kristalo mu dongosolo la polima, ndiposo kusintha kwakuzirwa kwa vigaŵa ivi na mikhaliro yakupambanapambana, kuyezgelera conductivity ya mitundu yakupambanapambana ya polymer electrolytes nkhwa sayansi yayi. Kweni, mu nyengo zinyake, usange kukura kwa vigaŵa vya kristalo kukuchedwa ndipo kupatuka mu ionic conductivity kuli mu msinkhu wakuzomerezgeka, kuyezgelera conductivity nkhwakuzomerezgeka. Ichi ndicho chifukwa chake kanandi tikuyaniska vyakuchitika vyakupambanapambana.
Pakuti kukura kwa spherulites mu polima kukuthemba pa nyengo-, kulongozga kwa ionic pa kutentha pasi pa malo ghakusungunuka gha polima nako kukuthemba pa nyengo-. Kweniso, lithiamu-ion conductivity ya polymer electrolytes yikukhwaskana na mlingo wa kutenthemeska, mlingo wa kuzizima, na nyengo yakupumulira. Mwaciyelezgero, nyengo yitali yakupumulira yikupangiska kuti paŵe kapangikiro ka kristalo ka polymer kakukwana comene ndiposo ka kristalo kakuru, ndipo ivi vikupangiska kuti pachokopachoko nkhongono ya ionic yicepeskeke kufika pa msinkhu wakucepa comene para nyengo yakupumulira yikukura. Mwakuyana waka, mlingo wakuzizima wakuchedwa ukupangiska kuti paŵe crystallization yakukwana, ndipo conductivity ya ionic yakuyana nayo yizamuchepa pachokopachoko kufika pa mlingo wakucepa.
Kutora binary wakukhora wa polymer electrolyte wa PEO na LiCIO4 nga ntchiyelezgero, chigaŵa ichi chili na vigaŵa vinandi vya vigaŵa. Chakwamba, LiClO4 na PEO vingapanga vinthu vyakupambanapambana, kusazgapo PEO6 ({9}}LiCIO4, PEO3{25}}LiCIO4, PEO2-LiCIO4, na PEO-LiClO4. Pakati pawo, apo O: Li=10: 1, PEO6-LiCIO4 yingapanga eutectic na PEO, na malo ghakusungunuka gha 50 digiri . Kusazga apo, para kutentha kwakwezgeka kufika pa 160℃, eutectic yikuru yingapangika. Pa nyengo yakuzizima, eutectic yikuru yizamupanga mitundu yitatu yakupambanapambana ya spherulites: mtundu wakwamba ukusungunuka pachanya pa 120℃ndipo uli na mchere unandi; mtundu wachiŵiri ukusungunuka pakati pa 45 na 60℃, uli na mchere uchoko, ndipo ukupangika pachokopachoko; mtundu wachitatu uli na malo ghakusungunuka ghapasi pachoko kuluska polima yakupokelera ŵalendo ndipo ukupangika mwaluŵiro. Kafukufuku na kusanda vikulongora kuti: mtundu wakwamba wa spherulite ukwenera kuti ni PEO3-LiCIO4; mtundu wachiŵiri ungaŵa chisakanizgo cha PEO-LiCIO4 na PEO3-LiCIO4; ndipo mtundu wachitatu ukuyana na PEO iyo yene. Kweniso, mchere wa lithiamu uwo uli mu mchere uwu na umo ŵakuwuŵikira moto, vyose ivi vingapangiska kuti vinthu visinthe.
Polymer electrolytes ni gulu la vinthu vyakugwira ntchito vya polima ivyo vikupangika na ionic conductivity yikuru, ivyo vikupangika na vyakuchitika vyakusuzga pakati pa ma polima na mchere wa visulo mwakugwiliskira ntchito ma polima nga ni matrix. Kulingana na matrix ya polima, vipangizo vyakupangika na polima vyakumanyikwa vikusazgapo PEO -vyakupangika na polima, PVDE - vyakupangika na polima, PMMA - vyakupangika na polima, na vinyake. Kupambana na vyakupangika vyambura kupangika na vyamoyo- vyakupangika na magesi, vyakupangika na polymer ni vyambura kulemera, vyakukhozga, ndipo vikukhazikika. Nga ni vyakupangika vyambura kupangika, vyakupangika na polymer vikulongozga waka ma ayoni mu mabatire gha lithiamu -ion yayi, kweni vikugwiraso ntchito nga ni vyakupatura mabatire. Ma electrolyte gha polymer chomenechomene ghali na vitumbiko ivi:
Iwo ungamazga makora suzgo la kupangika kwa lithiamu dendrite mu mabatire gha lithiamu-ion .
Iwo ungasintha makora na kusintha kwa vinthu pa nyengo yakuŵika magesi na kuwuskamo mabatire gha lithiamu-ion .
Iwo ungachepeska panji kuwuskapo kemiko pakati pa vinthu vya electrolyte na vya electrode mu mabatire gha lithiamu-ion .
Lili na ntchito yakuvikilirika
Vinthu vyakusuzga ivyo vikupangika na mchere wakupambanapambana wa lithiamu (kusazgapo LBF4, LIPF6, LiCFSO4, na LiASF6) na PEO vikuyana waka na ivyo vikupangika na LiCIO4, ng’anamuro lakuti mtundu wa mchere wa lithiamu ulije nkhongono pa mtundu wa mchere wa lithiamu uwo ukupangika na PEO. Mwapadera, LiBF yingapanga vigaŵa viŵiri vyakusuzga na PEO: PEO4 -LIBF na PEO,S -LiBF. Para chiŵelengero cha O / Li chili pakati pa 16 na 20, PEO2.5 -LIBF4 yingapanga eutectic na PEO. LPF6 ingapangaso vigaŵa viŵiri vyakusuzga na PEO: PEO6-LiPF6 na PEO: -LiPF6. Vinthu viŵiri ivyo vikupangika na LiASF6 na PEO vikuyana waka na vya LiPF6, kweni vikusungunuka chomene. Mchere ukuru wa anion lithiamu ungapangaso vigaŵa vyakusuzga na PEO, kweni kinetics yikuchedwa chomene. Kweniso, kufinyikizgika kukukhwaskaso kukura kwa kristalo pa mlingo unyake. Kupanikizika kwakukulu kukupangiska kuti spherulite yikure, kukuchepeska chigaŵa cha amorphous, ndiposo mwakuyana waka kukuchepeska nkhongono ya lithiamu-ion.