1,1 orgaaninen liuotin
Orgaaninen liuotin on elektrolyytin pääosa, ja elektrolyytin suorituskyky liittyy läheisesti liuottimen suorituskykyyn. Liuotinöljy, jota käytetään yleisesti litiumioniakkujen elektrolyytteissä, kuten eteenikarbonaatissa (EC), dietyylikarbonaatissa (DEC), dimetyylikarbonaatissa (DMC), etyylimetyylikarbonaatissa (EMC) jne., Ei yleensä sovellu propyleenikarbonaatille (PC)), etyleeniglykolidimetyylieetteri (DME) ja vastaavat, joita käytetään pääasiassa litiumparistojen paristoissa. PC: tä käytetään toisissa paristoissa, ja litiumioniakkujen yhteensopivuus grafiittianodien kanssa on erittäin huono. Lataamisen ja purkamisen aikana PC hajoaa grafiittianodien pinnalla, ja kollegat irrottavat grafiittikerroksen, jolloin akun syklin suorituskyky vähenee. Vakaa SEI-kalvo voidaan kuitenkin muodostaa EC- tai EC + DMC-komposiittielektrolyyttiin. Yleisesti katsotaan, että yhdistelmäliuotin EC ja ketjukarbonaatti on erinomainen litiumioniakun elektrolyytti, kuten EC + DMC, EC + DEC ja vastaavat. Samalla elektrolyyttisuolaliuoksella, kuten LiPF6 tai LiC104, PC + DME -järjestelmällä on aina pahin lataus- ja purkausteho (suhteessa EC + DEC, EC + DMC -järjestelmään) mesofaasihiilen mikropallojen C-MVMB-materiaalille. Mutta ei ehdottomasti, kun tietokonetta käytetään litiumioniakkujen liittyvissä lisäaineissa, on edullista parantaa akun alhaisen lämpötilan suorituskykyä.
Orgaaninen liuotin on valvottava tarkasti ennen käyttöä. Puhtauden on esimerkiksi oltava 99,9% tai enemmän, ja kosteuspitoisuuden on oltava 10 * 10 ± 6 tai vähemmän. Liuottimen puhtauden ja vakaan jännitteen välillä on läheinen yhteys. Orgaanisen liuottimen hapetuspotentiaali, jonka puhtausstandardi on, on noin 5 V. Orgaanisen liuottimen hapetuspotentiaalilla on suuri merkitys akun ylikuormituksen ja turvallisuuden tutkimisessa. Orgaanisten liuottimien kosteuden tarkalla valvonnalla on ratkaiseva vaikutus pätevien elektrolyyttien valmistukseen. Vesi alle 10 x 10 - 6 voi vähentää LiPF6: n hajoamista, hidastaa SEI-kalvon hajoamista ja estää kaasun nousun. Kosteuspitoisuus voidaan saavuttaa molekyyliseulan adsorptiolla, ilmakehän tai tyhjötislauksella ja inertin kaasun syöttämisellä.
1.2 elektrolyytti litium-suola
LiPF6 on yleisimmin käytetty elektrolyyttisuolasuola ja se on tulevan litiumsuolan kehityksen suunta. LiCIO4, LiAsF6 jne. Käytetään mahdollisuuksien mukaan myös elektrolyytteinä laboratoriossa. Koska akun korkean lämpötilan suorituskyky LiC104: llä ei ole hyvä, ja LiC104 itsessään on helposti räjähtävissä iskun vaikutuksesta, se on myös vahva hapetin, joka ei ole turvallinen käytettäväksi paristoissa. Ei sovellu litiumioniakkujen teolliseen laajamittaiseen käyttöön,
LiPF6 on stabiili negatiiviselle elektrodille, sillä on suuri purkauskapasiteetti, korkea johtokyky, pieni sisäinen vastus, nopea lataus- ja purkausnopeus, mutta se on erittäin herkkä kosteudelle ja HF-hapolle, helppo reagoida, ja sitä voidaan käyttää vain kuivassa ilmakehässä ( kuten käsineet, joiden kosteus on alle 20x10). Laatikossa, ja joka ei kestä korkeita lämpötiloja, hajoamisreaktio tapahtuu 80 ° C - 100 ° C: ssa, ja muodostuu fosforipentafluoridia ja litiumfluoridia, jota on vaikea puhdistaa. Siksi elektrolyyttiä valmistettaessa tulisi kontrolloida LiPF6: n liukenemisen aiheuttamaa itsestään hajoavaa ja liuotinlämpöä. hajota. Kiinassa tuotetun LiPF: n prosenttiosuus on yleensä normaali, mutta HF-happopitoisuus on liian korkea, jotta sitä voidaan käyttää suoraan elektrolyytin valmistukseen ja se on puhdistettava.
1.3 lisäaineet
On olemassa monia erilaisia lisäaineita, ja erilaisilla litiumioniakkujen valmistajilla on erilaiset vaatimukset akun käyttöön ja suorituskykyyn, ja valittujen lisäaineiden painopiste on myös erilainen. Yleensä käytettyjä lisäaineita käytetään pääasiassa kolmella tavalla:
(1) Anisolin lisääminen elektrolyyttiin SEI-kalvon suorituskyvyn parantamiseksi
Anisolin lisääminen litiumioniakun elektrolyyttiin voi parantaa akun syklin suorituskykyä ja vähentää akun peruuttamatonta kapasiteettihäviötä. Anisoli reagoi liuottimen halutun tuotteen kanssa, jolloin muodostuu LiOCH, mikä helpottaa erittäin stabiilin ja stabiilin SEI-kalvon muodostumista elektrodin pinnalle, mikä parantaa akun syklin suorituskykyä. Akun purkausalusta voi mitata energian, jonka akku voi vapautua 3,6 V: n yläpuolella, ja jossain määrin heijastavat akun suuret virtausominaisuudet. Käytännössä olemme havainneet, että anisolin lisääminen elektrolyyttiin voi pidentää akun purkausalustaa ja lisätä akun purkauskapasiteettia.
(2) Lisätään metallioksidia jäljellä olevan veden ja HF-hapon vähentämiseksi elektrolyytissä
Kuten aiemmin mainittiin, litiumioniakut ovat erittäin tiukkoja, kun elektrolyytissä on vettä ja happoa. Karbodi-imidiyhdiste voi hydrolysoida LiPF6: n happoksi. Lisäksi joitakin metallioksideja, kuten Al203, MgO, BaO, Li2CO3, CaCO3 jne. Käytetään HF: n hävittämiseen. Happojen poistonopeus on kuitenkin liian hidas LiPF6: n hydrolyysiin nähden, ja on vaikea suodattaa. Litiumparistojen elektrolyytissä olevan Li: n, P: n ja F: n kokonaispitoisuus on 96,3% ja muiden tärkeimpien epäpuhtauselementtien, kuten Fe, K, Na, CI ja A1, summa on 0,055%.
(3) Estä ylikuormitus ja ylilataus
Perinteinen anti-ylilataus akun sisäisen suojapiirin läpi on nyt toivottavaa lisätä lisäaineita elektrolyyttiin, kuten natriumimidatsoliumrengas, bifenyylit, karbatsolit ja muut yhdisteet, kuten tällaiset yhdisteet ovat tutkimusvaiheessa.