Boarne: nije enerzjylieder, troch
Abstrakt: op it stuit, de lithium sâlten yn kommersjele lithium-ion batterij electrolyte binne benammen LiPF6 en LiPF6 hawwe jûn de electrolyte poerbêst elektrochemical prestaasjes, mar LiPF6 hat minne termyske en gemyske stabiliteit, en is tige gefoelich foar wetter.
Op it stuit, de lithium sâlten yn kommersjele lithium-ion batterij electrolyte binne benammen LiPF6 en LiPF6 hawwe jûn de elektrolyt poerbêst elektrochemical prestaasjes.LiPF6 hat lykwols minne thermyske en gemyske stabiliteit, en is heul gefoelich foar wetter.Under de aksje fan in lytse hoemannichte H2O, soere stoffen lykas HF wurde ûntbûn, en dan it positive materiaal wurdt corroded, en de oergong metalen eleminten sille wurde oplost, en it oerflak fan negative elektrodes sil wurde migrearre te ferneatigjen SEI film , De resultaten litte sjen dat de SEI-film bliuwt groeie, wat liedt ta de trochgeande ferfal fan 'e kapasiteit fan lithium-ion-batterijen.
Om dizze problemen te oerwinnen, hawwe minsken hope dat de lithiumsâlten fan imide mei stabiler H2O en bettere thermyske en gemyske stabiliteit, lykas lithium sâlten lykas LiTFSI, lifsi en liftfsi, wurde beheind troch kostenfaktoaren en de anionen fan lithium sâlten. lykas LiTFSI kin net oplost wurde foar corrosie fan Al folie, ensfh, LiTFSI lithium sâlt is net tapast yn de praktyk.Koartlyn hat VARVARA sharova fan it Dútske HIU-laboratoarium in nije manier fûn foar it tapassen fan imide lithium-sâlten as elektrolyt-additiven.
De lege potinsjeel fan grafyt negative elektrodes yn Li-ion batterij sil liede ta de ûntbining fan electrolyte op syn oerflak, foarmje passivation laach, dat wurdt neamd SEI film.SEI film kin foarkomme electrolyte út ûntbining op de negative oerflak, sadat de stabiliteit fan SEI film hat in krúsjale ynfloed op de syklus stabiliteit fan lithium-ion batterijen.Hoewol lithium sâlten lykas LiTFSI net in skoft kinne wurde brûkt as solute fan kommersjele elektrolyt, is it brûkt as tafoegings en hat it heul goede resultaten berikt.VARVARA sharova eksperimint fûn dat it tafoegjen fan 2wt% LiTFSI yn 'e elektrolyt de syklusprestaasjes fan lifepo4/grafytbatterij effektyf kin ferbetterje: 600 cycles by 20 ℃ en de kapasiteitsferfal is minder dan 2%.Yn 'e kontrôtgroep wurdt de elektrolyt mei 2wt% VC additive tafoege.Under deselde betingsten berikt de delgong fan 'e kapasiteit fan' e batterij sa'n 20%.
Om it effekt fan ferskate tafoegings op 'e prestaasjes fan lithium-ion-batterijen te kontrolearjen, waarden de lege groep lp30 (EC: DMC = 1:1) sûnder tafoegings en de eksperimintele groep mei VC, LiTFSI, lifsi en liftfsi taret troch varvarvara sharova respektivelik.De prestaasjes fan dizze elektrolyten waarden evaluearre troch knop heale sel en folsleine sel.
De figuer hjirboppe lit de voltammetryske krommen sjen fan 'e elektrolyten fan' e lege kontrôlegroep en de eksperimintele groep.Tidens it reduksjeproses hawwe wy opmurken dat in dúdlike aktuele peak ferskynde yn 'e elektrolyt fan' e lege groep op sawat 0.65v, oerienkommende mei de reduksje-ûntbining fan EC-oplosmiddel.De ûntbining hjoeddeistige peak fan 'e eksperimintele groep mei VC additive ferskood nei it hege potinsjeel, dat wie benammen omdat de ûntbining spanning fan VC additive wie heger as dy fan EC, Dêrom, de ûntbining barde earst, dy't beskerme EC.De voltammetryske krommes fan 'e elektrolyt tafoege mei LiTFSI, lifsi en littfsi additieven wiene lykwols net signifikant oars fan dy fan' e blanke groep, dy't oanjûn dat de imide additieven de ûntbining fan EC-solvent net kinne ferminderje.
De figuer hjirboppe toant de elektrogemyske prestaasjes fan grafytanode yn ferskate elektrolyten.Fanút de effisjinsje fan earste lading en ûntlading is de coulomb-effisjinsje fan lege groep 93,3%, de earste effisjinsje fan elektrolyten mei LiTFSI, lifsi en liftfsi binne respektivelik 93,3%, 93,6% en 93,8%.De earste effisjinsje fan elektrolyten mei VC-additive is lykwols mar 91,5%, dat is benammen om't by de earste lithium-ynterkalaasje fan grafyt, VC op it oerflak fan grafytanode ûntbrekt en mear Li ferbrûkt.
De gearstalling fan SEI film sil hawwe in grutte ynfloed op de ionyske conductivity, en dan beynfloedzje de snelheid prestaasjes fan Li-ion batterij.Yn 'e taryfprestaasjetest wurdt fûn dat de elektrolyt mei lifsi- en liftfsi-tafoegings in wat legere kapasiteit hat as oare elektrolyten yn hege aktuele ûntlading.Yn 'e C / 2-syklustest is de syklusprestaasjes fan alle elektrolyten mei imide-additiven heul stabyl, wylst de kapasiteit fan' e elektrolyten mei VC-tafoegings ôfnimt.
Om de stabiliteit fan elektrolyt te evaluearjen yn 'e lange-termyn syklus fan lithium-ion batterij, VARVARA sharova ek taret LiFePO4 / grafyt folsleine sel mei knop sel, en evaluearre de syklus prestaasjes fan electrolyte mei ferskate tafoegings by 20 ℃ en 40 ℃.De evaluaasjeresultaten wurde werjûn yn 'e tabel hjirûnder.It kin sjoen wurde út 'e tabel dat de effisjinsje fan' e elektrolyt mei LiTFSI additive is signifikant heger as dat mei VC additive foar de earste kear, en de fytsprestaasjes by 20 ℃ is noch mear oerweldigjend.It kapasiteitsbehâldsnivo fan 'e elektrolyt mei LiTFSI-additive is 98,1% nei 600 syklusen, wylst de kapasiteitsbehâldpersintaazje fan' e elektrolyt mei VC-additive mar 79,6% is.Dit foardiel ferdwynt lykwols as de elektrolyt wurdt fytst op 40 ℃, en alle elektrolyten hawwe ferlykbere fytsprestaasjes.
Ut 'e boppesteande analyze is it net dreech om te sjen dat de syklusprestaasjes fan' e lithium-ion-batterij signifikant kinne wurde ferbettere as lithiumimide sâlt wurdt brûkt as elektrolyt-additiv.Om it aksjemeganisme fan tafoegings lykas LiTFSI yn lithium-ion-batterijen te studearjen, analysearre VARVARA sharova de gearstalling fan SEI-film foarme op it oerflak fan grafytanode yn ferskate elektrolyten troch XPS.De folgjende figuer lit de XPS analyze resultaten fan SEI film foarme op it oerflak fan grafyt anode nei de earste en de 50e syklus.It kin sjoen wurde dat de LIF-ynhâld yn 'e SEI-film foarme yn' e elektrolyt mei LiTFSI-additive is signifikant heger as dy yn 'e elektrolyt mei VC-additiv.Fierdere kwantitative analyze fan de gearstalling fan SEI film lit sjen dat de folchoarder fan LIF ynhâld yn SEI film is lifsi> liftfsi> LiTFSI> VC> lege groep nei de earste syklus, mar de SEI film is net invariable nei de earste lading.Nei 50 syklusen, de LIF ynhâld fan SEI film yn lifsi en liftfsi electrolyte fermindere troch 12% en 43%, respektivelik, wylst de LIF ynhâld fan electrolyte tafoege mei LiTFSI tanommen mei 9%.
Algemien tinke wy dat de struktuer fan it SEI-membraan ferdield is yn twa lagen: de ynderlike anorganyske laach en de bûtenste organyske laach.De anorganyske laach is benammen gearstald út LIF, Li2CO3 en oare anorganyske komponinten, dy't hawwe bettere elektrogemyske prestaasjes en hegere ionyske conductivity.De bûtenste organyske laach is benammen gearstald út poreuze electrolyte ûntbining en polymerization produkten, lykas roco2li, PEO ensafuorthinne, dat hat gjin sterke beskerming foar de electrolyte, Dêrom, wy hoopje dat de SEI membraan befettet mear anorganyske komponinten.Imide tafoegings kinne bringe mear anorganyske LIF komponinten oan de SEI membraan, dat makket de struktuer fan de SEI membraan stabiler, kin better foarkomme electrolyte ûntbining yn de batterij syklus proses, ferminderjen Li konsumpsje, en gâns ferbetterje de syklus prestaasjes fan de batterij.
As elektrolyt-additiven, benammen LiTFSI-additiven, kinne imide lithium-sâlten de syklusprestaasjes fan 'e batterij signifikant ferbetterje.Dit is benammen te tankjen oan it feit dat de SEI film foarme op it oerflak fan grafyt anode hat mear LIF, tinner en mear stabile SEI film, dat ferleget de ûntbining fan electrolyte en ferleget de ynterface ferset.Fanút de hjoeddeistige eksperimintele gegevens is LiTFSI-additiv lykwols mear geskikt foar gebrûk by keamertemperatuer.By 40 ℃ hat LiTFSI-additiv gjin dúdlik foardiel boppe VC-additiv.
Post tiid: Apr-15-2021