ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: ຜູ້ນໍາພະລັງງານໃຫມ່, ໂດຍ
Abstract: ໃນປັດຈຸບັນ, ເກືອ lithium ໃນ electrolyte ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ການຄ້າສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ LiPF6 ແລະ LiPF6 ໄດ້ໃຫ້ electrolyte ປະສິດທິພາບທາງເຄມີທີ່ດີເລີດ, ແຕ່ LiPF6 ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະສານເຄມີທີ່ບໍ່ດີ, ແລະມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ກັບນ້ໍາ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ເກືອ lithium ໃນ electrolyte ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ການຄ້າສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ LiPF6 ແລະ LiPF6 ໄດ້ໃຫ້ electrolyte ປະສິດທິພາບທາງເຄມີທີ່ດີເລີດ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, LiPF6 ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນແລະສານເຄມີທີ່ບໍ່ດີ, ແລະມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ນ້ໍາ.ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງ H2O ຈໍານວນຫນ້ອຍ, ສານອາຊິດເຊັ່ນ HF ຈະຖືກ decomposed, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນວັດສະດຸໃນທາງບວກຈະຖືກ corroded, ແລະອົງປະກອບໂລຫະການປ່ຽນແປງຈະລະລາຍ, ແລະຫນ້າດິນຂອງ electrode ລົບຈະຖືກເຄື່ອນຍ້າຍເພື່ອທໍາລາຍຮູບເງົາ SEI. , ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຮູບເງົາ SEI ສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຄວາມອາດສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.
ເພື່ອເອົາຊະນະບັນຫາເຫຼົ່ານີ້, ປະຊາຊົນໄດ້ຫວັງວ່າເກືອ lithium ຂອງ imide ທີ່ມີ H2O ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະສານເຄມີທີ່ດີກວ່າ, ເຊັ່ນ: ເກືອ lithium ເຊັ່ນ LiTFSI, lifsi ແລະ liftfsi, ແມ່ນຖືກຈໍາກັດໂດຍປັດໃຈຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະ anions ຂອງເກືອ lithium. ເຊັ່ນ LiTFSI ບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ສໍາລັບການກັດກ່ອນຂອງ Al foil, ແລະອື່ນໆ, ເກືອ lithium LiTFSI ບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການປະຕິບັດ.ບໍ່ດົນມານີ້, VARVARA sharova ຂອງຫ້ອງທົດລອງ HIU ເຢຍລະມັນໄດ້ພົບເຫັນວິທີການໃຫມ່ສໍາລັບການສະຫມັກຂໍເອົາເກືອ lithium imide ເປັນສານເສີມ electrolyte.
ທ່າແຮງຕ່ໍາຂອງ graphite electrode ລົບໃນຫມໍ້ໄຟ Li-ion ຈະນໍາໄປສູ່ການ decomposition ຂອງ electrolyte ເທິງຫນ້າດິນຂອງຕົນ, ກອບເປັນຈໍານວນ passivation layer, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ SEI film.ຟິມ SEI ສາມາດປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ electrolyte ຈາກການທໍາລາຍໃນດ້ານລົບ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຮູບເງົາ SEI ມີອິດທິພົນທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງວົງຈອນຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.ເຖິງແມ່ນວ່າເກືອ lithium ເຊັ່ນ LiTFSI ບໍ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານລະລາຍຂອງ electrolyte ການຄ້າສໍາລັບໄລຍະຫນຶ່ງ, ມັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານເຕີມແຕ່ງແລະໄດ້ຮັບຜົນດີຫຼາຍ.ການທົດລອງ VARVARA sharova ພົບວ່າການເພີ່ມ 2wt% LiTFSI ໃນ electrolyte ສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບວົງຈອນຂອງຫມໍ້ໄຟ lifepo4/ graphite: 600 ຮອບວຽນຢູ່ທີ່ 20 ℃ແລະການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມອາດສາມາດແມ່ນຫນ້ອຍກ່ວາ 2%.ໃນກຸ່ມຄວບຄຸມ, electrolyte ທີ່ມີ 2wt% VC additive ໄດ້ຖືກເພີ່ມ.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມອາດສາມາດຂອງແບດເຕີຣີ້ສາມາດບັນລຸປະມານ 20%.
ເພື່ອກວດສອບຜົນກະທົບຂອງສານເສີມທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງແບດເຕີລີ່ lithium-ion, ກຸ່ມເປົ່າ lp30 (EC: DMC = 1:1) ໂດຍບໍ່ມີສານເສີມແລະກຸ່ມທົດລອງທີ່ມີ VC, LiTFSI, lifsi ແລະ liftfsi ໄດ້ຖືກກະກຽມໂດຍ varvarvara sharova. ຕາມລໍາດັບ.ປະສິດທິພາບຂອງ electrolytes ເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍປຸ່ມເຄິ່ງຈຸລັງແລະຈຸລັງເຕັມ.
ຕົວເລກຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນເສັ້ນໂຄ້ງ voltammetric ຂອງ electrolytes ຂອງກຸ່ມຄວບຄຸມເປົ່າແລະກຸ່ມທົດລອງ.ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຫຼຸດຜ່ອນ, ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນວ່າຈຸດສູງສຸດໃນປະຈຸບັນທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນປາກົດຢູ່ໃນ electrolyte ຂອງກຸ່ມເປົ່າຢູ່ທີ່ປະມານ 0.65v, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບການຫຼຸດຜ່ອນການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງ EC solvent.ການ decomposition ສູງສຸດໃນປະຈຸບັນຂອງກຸ່ມທົດລອງກັບ VC additive ຍ້າຍອອກໄປໃນທ່າແຮງສູງ, ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນວ່າແຮງດັນ decomposition ຂອງ VC additive ສູງກ່ວາຂອງ EC, ດັ່ງນັ້ນ, ການ decomposition ເກີດຂຶ້ນຄັ້ງທໍາອິດ, ເຊິ່ງປ້ອງກັນ EC.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເສັ້ນໂຄ້ງ voltammetric ຂອງ electrolyte ທີ່ເພີ່ມດ້ວຍ LiTFSI, lifsi ແລະ littfsi additives ບໍ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກກຸ່ມເປົ່າ, ເຊິ່ງຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າສານເສີມ imide ບໍ່ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງສານລະລາຍ EC.
ຕົວເລກຂ້າງເທິງສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະຕິບັດທາງເຄມີຂອງ graphite anode ໃນ electrolytes ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ຈາກປະສິດທິພາບຂອງການສາກໄຟຄັ້ງທໍາອິດແລະການໄຫຼອອກ, ປະສິດທິພາບ coulomb ຂອງກຸ່ມເປົ່າແມ່ນ 93,3%, ປະສິດທິພາບທໍາອິດຂອງ electrolytes ກັບ LiTFSI, lifsi ແລະ liftfsi ແມ່ນ 93,3%, 93,6% ແລະ 93,8%, ຕາມລໍາດັບ.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ປະສິດທິພາບທໍາອິດຂອງ electrolytes ທີ່ມີ VC additive ແມ່ນພຽງແຕ່ 91.5%, ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນວ່າໃນໄລຍະທໍາອິດ lithium intercalation ຂອງ graphite, VC decomposes ໃນດ້ານຂອງ anode graphite ແລະບໍລິໂພກຫຼາຍ Li.
ອົງປະກອບຂອງຮູບເງົາ SEI ຈະມີອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການນໍາທາງ ionic, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດອັດຕາຂອງຫມໍ້ໄຟ Li ion.ໃນການທົດສອບການປະຕິບັດອັດຕາ, ພົບວ່າ electrolyte ທີ່ມີ lifsi ແລະ liftfsi additives ມີຄວາມສາມາດຕ່ໍາກວ່າ electrolytes ອື່ນໆໃນການໄຫຼສູງໃນປະຈຸບັນ.ໃນການທົດສອບຮອບວຽນ C / 2, ການປະຕິບັດຮອບວຽນຂອງ electrolytes ທັງຫມົດທີ່ມີ imide additives ແມ່ນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມສາມາດຂອງ electrolytes ກັບ VC additives ຫຼຸດລົງ.
ເພື່ອປະເມີນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ electrolyte ໃນວົງຈອນໄລຍະຍາວຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, VARVARA sharova ຍັງໄດ້ກະກຽມ LiFePO4 / graphite ເຕັມເຊນທີ່ມີປຸ່ມຈຸລັງ, ແລະການປະເມີນການປະຕິບັດວົງຈອນຂອງ electrolyte ທີ່ມີສານເຕີມແຕ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢູ່ທີ່ 20 ℃ແລະ 40 ℃.ຜົນໄດ້ຮັບການປະເມີນຜົນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງຂ້າງລຸ່ມນີ້.ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຕາຕະລາງວ່າປະສິດທິພາບຂອງ electrolyte ທີ່ມີ LiTFSI additive ແມ່ນສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກັບ VC additive ຄັ້ງທໍາອິດ, ແລະການປະຕິບັດການຂີ່ລົດຖີບຢູ່ທີ່ 20 ℃ແມ່ນຍັງ overwhelming ຫຼາຍ.ອັດຕາການຮັກສາຄວາມອາດສາມາດຂອງ electrolyte ກັບ LiTFSI additive ແມ່ນ 98.1% ຫຼັງຈາກ 600 ຮອບວຽນ, ໃນຂະນະທີ່ອັດຕາການຮັກສາຄວາມອາດສາມາດຂອງ electrolyte ກັບ VC additive ແມ່ນມີພຽງແຕ່ 79.6%.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ປະໂຫຍດນີ້ຈະຫາຍໄປເມື່ອ electrolyte ຖືກວົງຈອນຢູ່ທີ່ 40 ℃, ແລະ electrolytes ທັງຫມົດມີການປະຕິບັດການຮອບວຽນທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.
ຈາກການວິເຄາະຂ້າງເທິງ, ມັນບໍ່ຍາກທີ່ຈະເຫັນວ່າການປະຕິບັດວົງຈອນຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ສາມາດປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອເກືອ lithium imide ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານເສີມ electrolyte.ເພື່ອສຶກສາກົນໄກການປະຕິບັດຂອງສານເສີມເຊັ່ນ LiTFSI ໃນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, VARVARA sharova ໄດ້ວິເຄາະອົງປະກອບຂອງຮູບເງົາ SEI ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນດ້ານຂອງ graphite anode ໃນ electrolytes ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍ XPS.ຕົວເລກຕໍ່ໄປນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບການວິເຄາະ XPS ຂອງຮູບເງົາ SEI ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນດ້ານຂອງ graphite anode ຫຼັງຈາກຮອບທໍາອິດແລະ 50th.ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າເນື້ອໃນ LIF ໃນຮູບເງົາ SEI ທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນ electrolyte ທີ່ມີ LiTFSI additive ແມ່ນສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນ electrolyte ທີ່ມີ VC additive.ການວິເຄາະດ້ານປະລິມານເພີ່ມເຕີມຂອງອົງປະກອບຂອງຮູບເງົາ SEI ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລໍາດັບຂອງເນື້ອໃນ LIF ໃນຮູບເງົາ SEI ແມ່ນ lifsi > liftfsi > LiTFSI > VC > ກຸ່ມເປົ່າຫຼັງຈາກຮອບທໍາອິດ, ແຕ່ຮູບເງົາ SEI ແມ່ນບໍ່ປ່ຽນແປງຫຼັງຈາກການສາກໄຟຄັ້ງທໍາອິດ.ຫຼັງຈາກ 50 ຮອບວຽນ, ເນື້ອໃນ LIF ຂອງ SEI film ໃນ lifsi ແລະ liftfsi electrolyte ຫຼຸດລົງ 12% ແລະ 43%, ຕາມລໍາດັບ, ໃນຂະນະທີ່ເນື້ອໃນ LIF ຂອງ electrolyte ທີ່ເພີ່ມດ້ວຍ LiTFSI ເພີ່ມຂຶ້ນ 9%.
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ພວກເຮົາຄິດວ່າໂຄງສ້າງຂອງເຍື່ອ SEI ແບ່ງອອກເປັນສອງຊັ້ນ: ຊັ້ນອະນົງຄະທາດພາຍໃນແລະຊັ້ນນອກຂອງອິນຊີ.ຊັ້ນອະນົງຄະທາດແມ່ນສ່ວນຫຼາຍແມ່ນປະກອບດ້ວຍ LIF, Li2CO3 ແລະອົງປະກອບອະນົງຄະທາດອື່ນໆ, ເຊິ່ງມີການປະຕິບັດທາງເຄມີທີ່ດີກວ່າແລະການນໍາທາງ ionic ທີ່ສູງຂຶ້ນ.ຊັ້ນນອກຂອງອິນຊີສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍການທໍາລາຍ electrolyte porous ແລະຜະລິດຕະພັນ polymerization, ເຊັ່ນ: roco2li, PEO ແລະອື່ນໆ, ທີ່ບໍ່ມີການປ້ອງກັນທີ່ເຂັ້ມແຂງສໍາລັບ electrolyte ໄດ້, ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຫວັງວ່າເຍື່ອ SEI ມີອົງປະກອບອະນົງຄະທາດຫຼາຍ.ສານເຕີມແຕ່ງ imide ສາມາດນໍາເອົາສ່ວນປະກອບຂອງ LIF ທີ່ເປັນອະນົງຄະທາດເຂົ້າໄປໃນເຍື່ອ SEI, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງຂອງເຍື່ອ SEI ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ, ສາມາດປ້ອງກັນການທໍາລາຍ electrolyte ໃນຂະບວນການວົງຈອນຫມໍ້ໄຟ, ຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກ Li, ແລະປັບປຸງການປະຕິບັດວົງຈອນຂອງຫມໍ້ໄຟຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ໃນຖານະເປັນສານເສີມ electrolyte, ໂດຍສະເພາະແມ່ນ LiTFSI additives, imide ເກືອ lithium ສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບວົງຈອນຂອງຫມໍ້ໄຟຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.ນີ້ແມ່ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນຄວາມຈິງທີ່ວ່າຮູບເງົາ SEI ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນດ້ານຂອງ graphite anode ມີ LIF ຫຼາຍ, thinner ແລະມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍຮູບເງົາ SEI, ເຊິ່ງຫຼຸດຜ່ອນການ decomposition ຂອງ electrolyte ແລະຫຼຸດຜ່ອນການຕໍ່ຕ້ານການໂຕ້ຕອບ.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຈາກຂໍ້ມູນການທົດລອງໃນປະຈຸບັນ, LiTFSI additive ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ.ຢູ່ທີ່ 40 ℃, LiTFSI additive ບໍ່ມີປະໂຫຍດທີ່ຊັດເຈນກວ່າ VC additive.
ເວລາປະກາດ: 15-04-2021