Što je tekući elektrolit?
Tekući elektrolit
(1) Kemijski sastav Tekući elektrolit naziva se i otopina elektrolita. To je organski tekući elektrolit koji se često koristi u litij-ionskim baterijama, također poznat kao ne-vodeni tekući elektrolit. Organski tekući elektrolit sastoji se od litijeve soli, organskog otapala i aditiva.
① Litijeva sol: uglavnom osigurava vodljive ione. Litijev heksafluorofosfat je litijeva sol koja se najčešće koristi u komercijalnim litij-ionskim baterijama. Čisti LiPF6 je bijeli kristal, topiv u organskim otapalima kao što su niski-alkil eteri, nitrili, piridinski esteri, ketoni i alkoholi, ali slabo topiv u organskim otapalima kao što su alkani i benzen. LiPF6 elektrolit ima relativno visoku vodljivost; na 20 stupnjeva, vodljivost EC+DMC (omjer volumena 1:1) može doseći 10×10-²S/cm. Vodljivost obično doseže svoj maksimum kada je koncentracija elektrolita blizu 1mol/L. LiPF6 ima stabilne elektrokemijske performanse i ne nagriza kolektor struje. Međutim, LiPF6 ima lošu toplinsku stabilnost i lako se razgrađuje u vodi, što zahtijeva strogu kontrolu sadržaja vlage u okolišu tijekom pripreme i upotrebe.
② Organska otapala: njihova glavna funkcija je otapanje soli litija, omogućujući elektrolitu litijeve soli da tvori vodljive ione.
Uobičajeno korištena otapala uključuju propilen karbonat, dimetil karbonat i dietil karbonat.
Organska otapala općenito se biraju zbog svoje visoke dielektrične konstante i niske viskoznosti. Veća dielektrična konstanta čini litijeve soli lakšim za otapanje i disociranje; niža viskoznost rezultira bržom migracijom iona. Međutim, u stvarnosti, otapala s visokom dielektričnom konstantom imaju visoku viskoznost, a otapala s niskom viskoznošću imaju nisku dielektričnu konstantu. Stoga je teško da jedno otapalo istovremeno ispuni sve te zahtjeve. Litij-ionske baterije obično koriste mješavinu organskih otapala s visokom dielektričnom konstantom i onih s niskom viskoznošću kako bi se nadoknadili nedostaci svake komponente. Na primjer, EC karbonati imaju visoke dielektrične konstante, što je korisno za disocijaciju litijeve soli, dok DMC, DEC i EMC karbonati imaju nisku viskoznost, što pomaže u poboljšanju brzine migracije litijevih iona.
③ Aditivi: oni općenito igraju ulogu u poboljšanju i poboljšanju električnih i sigurnosnih svojstava elektrolita. Općenito govoreći, aditivi imaju tri glavne funkcije: aa poboljšavaju performanse SEI membrane, primjerice dodavanjem vinilen karbonata (VC), vinil sulfita (ES) i SO2; b. Spriječite prekomjerno punjenje (dodavanjem bifenila) i prekomjerno-pražnjenje; c. Aditivi za usporavanje plamena mogu spriječiti izgaranje ili eksploziju baterije u uvjetima pregrijavanja, kao što je dodavanje halogeniranih usporivača plamena, usporivača plamena na bazi fosfora i kompozitnih usporivača plamena; d. Smanjite sadržaj vode u tragovima i HF u elektrolitu.
