Kasi ng’anamuro la lithiamu-iyoni batire la magesi?

◆Kasi ma electrolyte gha maji ni vichi?

◆Mazgu ghakwamba gha Electrolytes

Electrolyte, chigaŵa chakukhumbikwa chomene cha .mabatire gha lithiamu, yikuchitako ntchito yikuru chomene pa nyengo iyo batire likufumiskiramo magesi-.

Iwo ŵali na udindo wa kunyamura makora ma ayoni gha lithiamu na kulongozga magesi, kweni ŵali na vinthu vyakutetezgera magesi kuti ŵaleke kwenda mwaluŵiro pakati pa magesi ghawemi na ghaheni. Mukuyowoya mwakuyelezgera, electrolyte yili nga ni "ndopa" mukati mwa batire la lithiamu-ion, kukhozgera kukolerana pakati pa vinthu vya electrode viwemi na viheni, mwakuti vikhozgere kuti ndondomeko yose ya charge- yakufumiska yikwenda makora.

Electrolyte yiwemi ya batire la lithiamu-ion yikwenera kufiska vinthu vinkhondi ivi:

Pakuti ŵanthu ŵakukhumba chomene nkhongono za mabatire na nkhongono za mabatire, tekinoloje ya mabatire yikukura mwaluŵiro, ndipo vinthu vyakupangika na magesi vyaluta panthazi chomene. Mwakupambana, kupanga ndondomeko za electrolyte kwakhalako kumanyuma. Pasono, kukura kwa lithiamu - ion batri electrolytes kungagaŵika mu mitundu yitatu: non -maji ghakusungunuka magesi, magesi maji, na magesi ghakukhora-boma.

Maji ghambura kusungunuka

 

Ma electrolytes ghambura maji ghakusungunuka mu mabatire gha lithiamu-ion ghakung’anamura ndondomeko za electrolyte izo zilije maji, chomenechomene zikupangika na vyakusungunuka, vyakusungunuka (kanandi mchere wa lithiamu), na vyakusazgapo. Ivi vyambura -vyakusungunuka vya maji vikuŵa vyakusungunuka vyakupangika na vyamoyo, m’malo mwa vyakusungunuka vya maji, kuti vileke kusungunuka na maji panji kuchita vinthu viheni na vinthu vya electrode. Mchere wa lithiamu ndiwo ukunyamura chomene vyakunyamulira lithiamu-ion, vyakusungunura vikugwira ntchito nga ni vyakusungunura, kuthandazgika, na wovwiri wa mchere wa lithiamu, ndipo vyakuwonjezera vikugwira ntchito chomene kuti vipangiske kuti mabatire gha lithiamu -ion ghaŵe ghawemi panji ghaŵe ghakuvikilirika.

Ma electrolyte agho ghakusangika mu malonda (ndiko kuti, ma electrolyte gha maji) agho ghakugwiriskirika nchito mu mabatire gha lithiamu-ion ghakupangika chomene na mchere umoza panji unandi wa lithiamu uwo ukusungunuka mu vyakusungunuka viŵiri panji vinandi vya vyakumera; electrolytes yakupangika na chinthu chimoza chakusungunura njakusoŵa chomene. Chifukwa cha kugwiriskira ncito vyakusungunura vinandi nchakuti mabatire gha caru ceneko ghali na vyakukhumbikwa vyakupambanapambana, nanga vikususkana, ivyo vikusuzga kufiska pakugwiriskira ncito vyakusungunura vimoza. Mwaciyelezgero, ma electrolyte ghangakhumbikwira kuti ghaŵe na maji ghanandi uku ghakuŵaso na dielectric constant yikuru; ntheura, vyakusungunura ivyo vili na mikhaliro yakupambanapambana ya physicochemical kanandi vikugwiriskirika nchito pamoza, kulongora mikhaliro yakupambanapambana pa nyengo yimoza. Kweniso, kanandi mchere wa lithiamu ukugwiliskirika nchito pa nyengo yimoza yayi cifukwa mchere wa lithiamu uwo ŵakusankha ngwakucepa, ndipo uwemi wake ukuwoneka luŵiro yayi.

Ideal organic solvents zikwenera kuŵa na vinthu vinyake vyakuzirwa ivi: Chakwamba, zikukhumbikwira dielectric constant yikuru kuti ziwoneseske kuti mchere wa lithiamu ukusungunuka makora; chachiŵiri, ŵakwenera kuŵa na malo ghakusungunuka ghapasi na malo ghakutentha ghapachanya kuti ŵasazgireko mtundu wa kutentha kwakugwira ntchito kwa electrolyte; chachitatu, viscosity yakucepa yikovwira kukhozgera kusamuka kwakukwana kwa ma ayoni gha lithiamu mu pakati; ndipo paumaliro, vyakusungunura ivi vikwenera kuŵa vyambura kudura ndiposo kuŵa na poizoni wakucepa (viwemi viŵe vyambura -poizoni). Carbonate compounds, nga ni chimoza mwa vinthu vyakwambilira ndiposo ivyo vikugwiriskirika nchito chomene mu mafakitale gha mabatire gha lithiamu-ion, vikukhala pa malo ghakuzirwa chomene pa vyakupangapanga vya mabatire.

Pasono, mtundu uwu wa solvent chomenechomene ukusazgapo mitundu yiŵiri ya kapangidwe: cyclic na unyolo. Tebulo ilo lili musi umu likulongosora mwakudumura vigaŵa vyakukhwaskana na thupi vya vinthu vinandi ivyo vikugwiriskirika nchito comene ivyo ni vya maji yayi, vyakupangika na magesi, na vyakupangika na vyamoyo.

Pasono, vyakusungunura vya alkyl carbonate vikugwiriskirika nchito comene mu vyakusungunura vya magesi. Ivi vyakusungunuka vikuŵa na nkhongono ziwemi zakulimbana na oxidation ndipo vikulongora kuti vikukhazikika makora chomene para pali magesi ghakuru. Ma carbonate ghakuzungulira, nga ni ethylene carbonate na propylene carbonate, ghakumanyikwa chifukwa chakuti ghakupangiska kuti magesi ghaŵe ghakukwana, kung’anamura kuti ghakusungunura mchere wa lithiamu makora chomene; kweni chifukwa cha nkhongono za pakati pa mamolekyulu, vyakusungunula ivi vikuŵa na viscosity yikuru, iyo yikupangiska kuti ma ayoni gha lithiamu ghaleke kwenda mwakuchedwa mukati mwake. Mwakupambana, carbonates ya unyolo, nga ni dimethyl carbonate na diethyl carbonate, nangauli yili na viscosity yichoko, kweniso yili na vigaŵa vichoko waka vya dielectric, ivyo vikupangiska kuti mchere wa lithiamu uŵe wakusungunuka makora yayi. Ntheura, kuti ŵanozgeke nthowa zakupangira vinthu ivyo vikupangiska kuti vinthu viŵe makora chomene, kanandi ŵakusazgako mitundu yakupambanapambana ya vinthu vyakusungunura, nga ni PC + DEC panji EC + DMC. Mchere wa lithiamu, nga ni mtundu wa lithiamu ioni mu electrolyte, ukuchitako ntchito yikuru mu lithiamu - ion ion kunyamura pa nyengo yakulipiliska na kufumiska mabatire gha lithiamu - ion. Kugwira ntchito kwawo kukukhwaska mwachindunji vigaŵa vinandi vya mabatire gha lithiamu-ion, kusazgapo nkhongono, nkhongono, nkhongono ya magesi, umoyo wa msinkhu, na chitetezo. Pasono, mu kafukufuku wa mu labotale na mu mafakitale, mchere wa lithiamu uwo uli na anionic radii yikuru na kukhazikika kwa redox kwapachanya ukusankhika chomene. Kulingana na umo vikupangikira, mchere wa lithiamu ungagaŵika mu vigaŵa viŵiri: mchere wa lithiamu wambura kupangika na mchere wa lithiamu wambura kupangika. Mchere unandi wa lithiamu wambura kupangika na ŵanthu wapangika, nga ni LiPF6, LiClO4, LIBF, na LIASF. Mwakupambana, mchere wa lithiamu uwo ukugwiriskirika ncito comene mu mabatire gha lithiamu - ion ukupangika mwa kusazgako magulu ghakufumiska magesi ku anions gha mchere uwu wa lithiamu wambura kupangika, nga ni lithiamu dioxalato-borate (LiBOB), lithiamu difluo} Lithiyamu difluorosulfonylimide (LiFSI), na lithiamu ditrifluoromethylsulfonylimide (LTFSI).Tebulo ilo lili musi umu likulongora katundu wakukhwaskana na thupi na vyakupangika vya mchere wa lithiamu uwo ukugwiriskirika nchito comene mu mabatire gha lithiamu-ion.

Vinthu vyakusazgapo ni vinthu ivyo vikusazgikira ku electrolyte mu vigaŵa vichoko (kanandi vikujumpha yayi 10% na unandi) ivyo vikugwira ntchito zakupambanapambana ndipo vingapangiska kuti batire liŵe na magesi ghawemi chomene. Kulingana na umo vikugwilira ntchito, vyakusazgapo ivi vingagaŵika mu magulu ghanandi: vyakusazgapo vyakupanga filimu-, vyakusazgapo vyakukanizga moto, na vyakusazgapo kuti vileke kuŵika ndalama zinandi. Kusazgirapo apa, pali vyakusazgapo ivyo vikugwiriskirika ncito kuti vipangiske kuti vinthu viŵe makora, kupangiska kuti vinthu viŵe makora mu nyengo zakuzizima, panji kulaŵilira unandi wa vinthu ivyo vikuwoneka na HF mu nthowa ya electrolyte.