Litiumioniakkujen elektrolyyttityyppi
1.1 nestemäinen elektrolyytti
Elektrolyytin valinnalla on suuri vaikutus litiumioniakkujen suorituskykyyn. Sen kemiallinen stabiilisuus on hyvä, etenkin korkeammilla potentiaaleilla ja korkeammissa lämpötiloissa, ja sen johtavuus on suurempi (> 10-3). S / cm), ja sen on oltava inertti anodi- ja katodimateriaaleille, ei voi hyökätä niitä. Koska litiumioniakulla on suuri varaus- ja purkauspotentiaali ja anodimateriaali on upotettu kemiallisesti aktiiviseen litiumiin, elektrolyytin täytyy käyttää orgaanista yhdistettä eikä se voi sisältää vettä. Orgaanisen aineen ioninen johtavuus ei kuitenkaan ole hyvä, joten liukoinen johtava suola lisätään orgaaniseen liuottimeen ionijohtavuuden lisäämiseksi. Tällä hetkellä litiumioniakkuja käytetään pääasiassa elektrolyytteinä. Liuottimet ovat vedettömiä orgaanisia aineita, kuten EC, PC, DMC, DEC, ja useimmat niistä käyttävät sekoitettuja liuottimia, kuten EC / DMC ja PC / DMC. Johtavat suolat ovat LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6 jne., Ja niiden johtavuus on kerran LiAsF6> aIlPF6> AIClCl2 4> LiBF6. LiClO4 on alttiina räjähdykselle ja muille turvallisuusongelmille, jotka johtuvat sen korkeasta hapettavuudesta. Se rajoittuu yleensä kokeelliseen tutkimukseen. LiAsF6: lla on korkea ionijohtavuus ja se on helppo puhdistaa ja sillä on hyvä stabiilisuus, mutta se sisältää myrkyllistä As, joka on rajoitetusti käytössä; LiBF6-kemia Ja lämpöstabiilisuus ei ole hyvä ja johtavuus ei ole korkea. Vaikka LiPF6: lla on hajoamisreaktio, sillä on suuri ioninen johtavuus, joten litiumioniakut käyttävät periaatteessa LiPF6: ta. Tällä hetkellä suurin osa kaupallisissa litiumioniakuissa käytetyistä elektrolyytteistä käyttää LiPF6: n EC / DMC: tä, jolla on korkea ionijohtavuus ja hyvä sähkökemiallinen stabiilisuus.
2.2 kiinteä elektrolyytti
Metallisen litiumin käyttö suoraan anodimateriaalina on suuri palautuva kapasiteetti, ja sen teoreettinen kapasiteetti on jopa 3862 mAh · g-1, joka on yli kymmenen kertaa suurempi kuin grafiittimateriaaleilla, ja hinta on myös matala, mikä Uuden sukupolven litiumioniakkuja pidetään optimaalisena. Anodimateriaali tuottaa dendriittistä litiumia. Kiinteän elektrolyytin käyttö ionien johtumisena voi aina kasvattaa dendriittistä litiumia, jolloin on mahdollista käyttää metallista litiumia anodimateriaalina. Lisäksi kiinteän elektrolyytin käyttö estää liiallisen elektrolyyttivuodon haitan, ja akku voidaan valmistaa ohuemmaksi (vain 0,1 mm paksuksi) korkean energian paristoksi, jolla on suurempi energiatiheys ja pienempi tilavuus. Häviävät kokeet osoittavat, että kiinteän tilan litiumioniakut ovat turvallisia. Nestemäisen elektrolyytin litiumioniakut vuotavat ja räjähtävät nestemäisen elektrolyytin jälkeen. Seksuaaliset ongelmat, kun taas solid-state-akuissa ei ole muita turvallisuusongelmia lukuun ottamatta sisäisen lämpötilan lievää nousua (<20 °=""> Kiinteillä polymeerielektrolyytteillä on hyvä joustavuus, muovattavuus, stabiilisuus ja alhaiset kustannukset. Sitä voidaan käyttää positiivisena ja negatiivisena elektrodin välikalvona ja elektrolyyttinä ionikuljetuksessa.
Kiinteät polymeerielektrolyytit luokitellaan yleensä kuivaan kiinteään polymeerielektrolyyttiin (SPE) ja geelipolymeerielektrolyyttiin (GPE). SPE: n kiinteät polymeerielektrolyytit perustuvat pääasiassa polyeteenioksidiin (PEO), jonka haittana on alhainen ionijohtavuus ja joka voi saavuttaa vain 10-40 cm 100 ° C: ssa. SPE: ssä ionijohtuminen tapahtuu pääasiassa amorfisessa alueella ja kuljetus siirretään polymeeriketjun liikkeellä. PEO kiteytyy helposti molekyyliketjun korkean säännöllisyyden vuoksi, ja kiteytyminen vähentää ionisen johtavuuden. Siksi ionijohtokyvyn lisäämiseksi toisaalta on mahdollista vähentää ionista johtavuutta. Sen vuoksi, toisaalta parantamaan ionijohtavuutta vähentämällä polymeerin liukoisuutta. Graftia, lohkoa, silloitusta, kopolymerointia ja vastaavia käytetään tuhoamaan polymeerin nälkäkristalliominaisuudet ja sen ioninen johtavuus voidaan huomattavasti parantaa. Lisäksi epäorgaanisen komposiittisuolan lisääminen voi myös lisätä ionista johtavuutta. Korkean dielektrisen vakion pienen molekyylipainon omaavan nestemäisen orgaanisen liuottimen, kuten PC: n lisääminen kiinteään polymeerielektrolyyttiin voi parantaa merkittävästi johtavan suolan liukoisuutta. Muodostunut elektrolyytti on GPE-geelipolymeerielektrolyytti, jonka lämpötila on parantunut huoneenlämpötilassa. Ionijohtavuus, mutta selvitystila epäonnistuu käytön aikana. Geelipolymeeri-litiumioniakut on kaupallistettu.