1.1 οργανικός διαλύτης
Ο οργανικός διαλύτης είναι το κύριο μέρος του ηλεκτρολύτη και η απόδοση του ηλεκτρολύτη είναι στενά συνδεδεμένη με την απόδοση του διαλύτη. Το έλαιο διαλυτών που χρησιμοποιείται συνήθως σε ηλεκτρολύτες συσσωρευτών ιόντων λιθίου, όπως το ανθρακικό αιθυλένιο (EC), το ανθρακικό διαιθύλιο (DEC), το ανθρακικό διμεθύλιο (DMC), το ανθρακικό αιθύλιο (EMC) κ.λπ., γενικά δεν είναι κατάλληλοι για ανθρακικό προπυλένιο (PC) αιθυλενογλυκόλη διμεθυλαιθέρα (DME) και τα παρόμοια χρησιμοποιούνται κυρίως για πρωτεύουσες μπαταρίες λιθίου. Ο υπολογιστής χρησιμοποιείται σε δευτερεύουσες μπαταρίες και η συμβατότητα με τις ανόδους γραφίτη των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι πολύ μικρή. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκφόρτισης, ο υπολογιστής αποσυντίθεται στην επιφάνεια των ανόδων γραφίτη και οι συνάδελφοι ξεφλουδίζουν το στρώμα γραφίτη προκαλώντας μείωση της απόδοσης του κύκλου της μπαταρίας. Ωστόσο, μπορεί να δημιουργηθεί μια σταθερή μεμβράνη SEI στον σύνθετο ηλεκτρολύτη EC ή EC + DMC. Θεωρείται γενικά ότι ένας μικτός διαλύτης EC και ενός ανθρακικού αλύσου είναι ένας εξαιρετικός ηλεκτρολύτης μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου, όπως EC + DMC, EC + DEC και τα παρόμοια. Το ίδιο άλας λιθίου ηλεκτρολύτη, όπως το LiPF6 ή το LiC104, το σύστημα PC + DME εμφανίζει πάντοτε τη χειρότερη απόδοση φόρτισης και απόρριψης (σε σχέση με το EC + DEC, EC + DMC σύστημα) για το υλικό C-MVMB με μικροσφαίρια άνθρακα μεσόφασης. Αλλά όχι απολύτως, όταν ο υπολογιστής χρησιμοποιείται σε σχετικά πρόσθετα για μπαταρίες ιόντων λιθίου, είναι ωφέλιμο να βελτιωθεί η απόδοση της μπαταρίας σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Ο οργανικός διαλύτης πρέπει να ελέγχεται αυστηρά πριν από τη χρήση. Για παράδειγμα, η καθαρότητα πρέπει να είναι 99,9% ή περισσότερο, και η περιεκτικότητα σε υγρασία πρέπει να είναι 10 * 10 ± 6 ή μικρότερη. Υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της καθαρότητας του διαλύτη και της σταθερής τάσης. Το δυναμικό οξείδωσης του οργανικού διαλύτη με το πρότυπο καθαρότητας είναι περίπου 5V. Το δυναμικό οξείδωσης του οργανικού διαλύτη έχει μεγάλη σημασία για τη μελέτη της υπερφόρτισης και της ασφάλειας της μπαταρίας. Ο αυστηρός έλεγχος της υγρασίας των οργανικών διαλυτών έχει αποφασιστική επίδραση στην παρασκευή ειδικών ηλεκτρολυτών. Το νερό κάτω από 10 * 10-6 μπορεί να μειώσει την αποσύνθεση του LiPF6, να επιβραδύνει την αποσύνθεση της μεμβράνης SEI και να αποτρέψει την αύξηση του αερίου. Η περιεκτικότητα σε υγρασία μπορεί να επιτευχθεί με προσρόφηση μοριακού κόσκινου, απόσταξη ατμοσφαιρικής ή κενού και εισαγωγή ενός αδρανούς αερίου.
1.2 άλας λιθίου ηλεκτρολύτη
Το LiPF6 είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο άλας λιθίου ηλεκτρολύτη και είναι η μελλοντική κατεύθυνση της ανάπτυξης αλάτων λιθίου. Στο μέτρο του δυνατού, LiCIO4, LiAsF6, κλπ. Χρησιμοποιούνται επίσης ως ηλεκτρολύτες στο εργαστήριο. Ωστόσο, επειδή η υψηλή θερμοκρασία της μπαταρίας με LiC104 δεν είναι καλή και το ίδιο το LiC104 μπορεί εύκολα να εκραγεί από κρούση, είναι επίσης ένα ισχυρό οξειδωτικό, το οποίο δεν είναι ασφαλές για χρήση σε μπαταρίες. Δεν είναι κατάλληλο για βιομηχανική χρήση μεγάλης κλίμακας μπαταριών ιόντων λιθίου,
Το LiPF6 είναι σταθερό στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, έχει μεγάλη ικανότητα εκκένωσης, υψηλή αγωγιμότητα, μικρή εσωτερική αντίσταση, γρήγορη φόρτιση και ταχύτητα εκφόρτισης, αλλά είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στην υγρασία και το οξύ HF, είναι εύκολο να αντιδράσει και μπορεί να λειτουργήσει μόνο σε ξηρή ατμόσφαιρα όπως γάντια με περιβαλλοντική υγρασία μικρότερη από 20x10). Στο κουτί), και δεν αντέχει σε υψηλή θερμοκρασία, η αντίδραση αποσύνθεσης συμβαίνει στους 80 ° C-100 ° C, και σχηματίζεται πενταφθοριούχο φώσφορο και φθοριούχο λίθιο, το οποίο είναι δύσκολο να καθαριστεί. Κατά συνέπεια, κατά την προετοιμασία του ηλεκτρολύτη, πρέπει να ελέγχεται η αυτο-αποσύνθεση και η θερμότητα διαλύτη που προκαλείται από τη διάλυση του LiPF6. έπαθε βλάβη. Το ποσοστό του LiPF που παράγεται στην Κίνα είναι γενικά πρότυπο, αλλά η περιεκτικότητα σε οξύ HF είναι πολύ υψηλή για να χρησιμοποιηθεί άμεσα για την προετοιμασία του ηλεκτρολύτη και πρέπει να καθαριστεί.
1.3 πρόσθετα
Υπάρχουν πολλά είδη προσθέτων και διάφοροι κατασκευαστές μπαταριών ιόντων λιθίου έχουν διαφορετικές απαιτήσεις σχετικά με τη χρήση και την απόδοση της μπαταρίας και η εστίαση των επιλεγμένων προσθέτων είναι επίσης διαφορετική. Γενικά, τα χρησιμοποιούμενα πρόσθετα χρησιμοποιούνται κυρίως με τρεις τρόπους:
(1) Προσθήκη ανισόλης στον ηλεκτρολύτη για βελτίωση της απόδοσης της ταινίας SEI
Η προσθήκη ανισόλης στον ηλεκτρολύτη μπαταρίας ιόντων λιθίου μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του κύκλου της μπαταρίας και να μειώσει τη μη αναστρέψιμη απώλεια ισχύος της μπαταρίας. Η ανισόλη αντιδρά με το επιθυμητό προϊόν του διαλύτη για να σχηματίσει LiOCH, πράγμα που διευκολύνει το σχηματισμό μιας πολύ σταθερής και σταθερής μεμβράνης SEI στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση του κύκλου της μπαταρίας. Η πλατφόρμα εκφόρτωσης της μπαταρίας μπορεί να μετρήσει την ενέργεια που μπορεί να απελευθερώσει η μπαταρία πάνω από τα 3,6V και να αντανακλά σε κάποιο βαθμό τα μεγάλα χαρακτηριστικά ρεύματος εκφόρτισης της μπαταρίας. Στην πράξη, διαπιστώσαμε ότι η προσθήκη ανισόλης στον ηλεκτρολύτη μπορεί να επεκτείνει την πλατφόρμα εκφόρτωσης της μπαταρίας και να αυξήσει την ικανότητα αποφόρτισης της μπαταρίας.
(2) Προσθήκη οξείδιου μετάλλου για τη μείωση του ιχνοστοιχείου και του οξέος HF στον ηλεκτρολύτη
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πολύ αυστηρές με τις απαιτήσεις νερού και οξέος στον ηλεκτρολύτη. Η ένωση καρβοδιϊμιδίου μπορεί να υδρολύσει LiPF6 σε ένα οξύ. Επιπροσθέτως, μερικά οξείδια μετάλλων όπως Al2O3, MgO, BaO, Li2C03, CaC03, κλπ. Χρησιμοποιούνται για να καθαριστούν HF. Ωστόσο, ο ρυθμός απομάκρυνσης οξέος είναι πολύ αργός σε σχέση με την υδρόλυση του LiPF6 και είναι δύσκολο να απομακρυνθεί. Η συνολική περιεκτικότητα Li, P και F στον ηλεκτρολύτη μπαταρίας λιθίου είναι 96,3% και το άθροισμα άλλων σημαντικών στοιχείων ακαθαρσιών όπως Fe, K, Na, CI και A1 είναι 0,055%.
(3) Αποφύγετε την υπερβολική φόρτιση και την υπερβολική εκφόρτωση
Παραδοσιακό αντι-υπερφορτισμένο μέσω του κυκλώματος εσωτερικής προστασίας της μπαταρίας, τώρα είναι επιθυμητό να προστίθενται πρόσθετα στον ηλεκτρολύτη, όπως δακτύλιο ιμιδαζολίου νατρίου, διφαινύλια, καρβαζόλες και άλλες ενώσεις, τέτοιες ενώσεις βρίσκονται στο στάδιο της έρευνας.