Introdukshon na Elektrolitonan Sólido

 

Elektrolitonan sólido tin hopi bentaha riba elektrolitonan líkido. Por ehèmpel, nan por mitiga deformashon di elektroda durante karga i deskarga, mehorá seguridat. Nan tin tambe un stabilidat ekselente, ta fásil pa prosesá, i e kresementu dilitiodendritanan por wòrdu minimalisá den elektrolitonan di polímero sólido liber di solvente-.

Bateria di litio-ion ku ta usa elektrolitonan di polímero sólido por prevení problemanan di lek asosiá ku elektrolitonan líkido.

Polímeronan ta fásil pa prosesá i por wòrdu miniaturisá. Debí na nan plastisidat haltu, polímeronan por wòrdu usá tambe pa krea baterianan di pelíkula fini-. Diferente struktura di bateria por wòrdu fabriká usando elektrolitonan di polímero pa kumpli ku vários rekisito di aplikashon. Ademas, elektrolitonan di polímero ta ofresé un stabilidat kímiko, elektrokímiko i termal mas haltu kompará ku elektrolitonan líkido, ku ménos reakshon sekundario ku e elektrodenan i un rango di temperatura di operashon mas amplio. E fleksibilidat di elektrolitonan di polímero por buffer kambionan di volúmen den e elektrodanan durante karga i deskarga, stabilisando e struktura di bateria. P’esei, despues di e komersialisashon di bateria di ion líkido-, teknologia di bateria di ion di litio basá riba elektrolitonan di polímero lo desaroyá rápidamente i logra komersialisashon eksitoso.

Tin hopi método pa klasifiká elektrolitonan di polímero, i e normanan ta varia. Aktualmente, elektrolitonan di polímero sólido ta wòrdu distinguí prinsipalmente segun e tipo di polímero ku ta wòrdu usá, manera e òksido di polietileno (PEO) basá riba polieter- mas famoso, i tambe metakrilat di polimetil (PMMA) i poliakrilonitrilo (PAN). En general, elektrolitonan di polímero mester kumpli ku e siguiente kondishonnan pa por wòrdu usá práktikamente den baterianan di ion di litio.

Den sistemanan aktual di elektrolito di polímero, polímeronan ta eksponé kristalinidat signifikante na temperatura di kamber, loke ta splika dikon e konduktividat di elektrolitonan di polímero sólido na temperatura di kamber ta muchu mas abou ku esun di elektrolitonan líkido. Mayoria di kristal den polímero ta sferulita, ku regionnan amorfo entre nan. Generalmente ta kere ku kondukshon di ion di litio- ta sosodé prinsipalmente den e regionnan amorfo aki.

P’esei, komprondementu di e struktura di fase di polímeronan ta útil pa studia e mekanismo di kondukshon di ion di litio-.

Pa sistemanan di elektrolito di polímero binario, e struktura di fase ta konsistí prinsipalmente di dos tipo: regionnan kristalino i regionnan amorfo. E formashon di regionnan kristalino ta wòrdu impulsá kinetikamente i ta relashoná direktamente ku kondishonnan i tempu di preparashon spesífiko. Papiando estriktamente, debí na e presensia di regionnan kristalino den e sistema di polímero, i e variashon signifikante di e regionnan aki ku diferente kondishon, kompará e konduktividat di diferente tipo di elektrolito di polímero no ta muchu sientífiko. Sinembargo, bou di sierto kondishonnan, si e kresementu di regionnan kristalino ta slow i e desviashon den konduktividat ióniko ta denter di un rango aseptabel, kompará konduktividat ta aseptabel. Esaki ta e motibu pakiko hopi bia nos ta kompará diferente resultado.

Komo ku e kresementu di sferulitanan den e polímero ta dependiente di tempu-, e konduktividat ióniko na temperaturanan bou di e punto di smelt di e polímero tambe ta dependiente di tempu-. Ademas, e konduktividat di ion di litio- di elektrolitonan di polímero ta relashoná ku e tasa di keintamentu, tasa di friamentu i tempu di relahashon. Por ehèmpel, un tempu di relahashon mas largu ta resultá den un struktura di kristal di polímero mas kompleto i un kristalinidat mas haltu, loke ta kondusí na un bahada gradual den konduktividat ióniko te na un mínimo ku oumento di tempu di relahashon. Di mes manera, un velosidat di friamentu mas slow ta resultá den kristalisashon mas kompleto, i e konduktividat ióniko korespondiente tambe lo baha gradualmente te na un mínimo.

siña mas

Tumando e elektrolito di polímero sólido binario di PEO i LiCIO4 komo un ehèmpel, e struktura aki ta kontené strukturanan di fase múltiple. Promé, LiClO4 i PEO por forma vários kompleho, inkluyendo PEO6-LiCIO4, PEO3-LiCIO4, PEO2-LiCIO4, i PEO-LiClO4. Entre nan, ora O:Li=10:1, PEO6-LiCIO4 por forma un eutectic ku PEO, ku un punto di smelt di 50 grado . Ademas, ora e temperatura wòrdu subi na 160 grado, un eutéktika grandi por wòrdu formá. Durante e proseso di friamentu, e eutéktiko grandi lo produsí tres diferente tipo di sferulita: e promé tipo ta smelt riba 120 grado i tin un kontenido haltu di salu; e di dos tipo ta smelt entre 45 i 60 grado, tin un kontenido di salu abou, i ta forma pokopoko; e di tres tipo tin un punto di smelt un poko mas abou ku e polímero anfitrion i ta forma mas lihé. Investigashon i analisis ta sugerí ku: e promé tipo di sferulita ta probablemente PEO3-LiCIO4; e di dos tipo por ta un meskla di komplehonan PEO-LiCIO4 i PEO3-LiCIO4; i e di tres tipo ta korespondé na PEO mes. Ademas, e kontenido di salu di litio i e proseso di tratamentu di kalor por kondusí na kambionan struktural.

Elektrolitonan di polímero ta un klase di materialnan di polímero funshonal ku konduktividat iónico haltu, formá dor di reakshonnan di kompleksashon entre polímeronan i salu di metal usando polímeronan komo e matris. Dependiendo di e matris di polímero, elektrolitonan di polímero komun ta inkluí elektrolitonan di polímero basá riba PEO-, elektrolitonan di polímero basá riba PVDE-, elektrolitonan di polímero basá riba PMMA-, i otronan. Kontrali na elektrolitonan inorgániko di estado sólido-, elektrolitonan di polímero ta lihé, elástiko i stabil. Meskos ku elektrolitonan inorgániko di estado sólido-, elektrolitonan di polímero no solamente ta kondusí ionnan den baterianan di ion di litio pero tambe ta fungi komo separadónan di bateria. Elektrolitonan di polímero prinsipalmente tin e siguiente bentahanan:

E komplehonan formá pa diferente salu di litio (inkluso LBF4, LIPF6, LiCFSO4, i LiASF6) ku PEO ta básikamente similar na esnan formá pa LiCIO4, loke ta nifiká ku e tipo di salu di litio no tin impakto direkto riba e tipo di kompleho formá ku PEO. Spesífikamente, LiBF por forma dos kompleho ku PEO: PEO4-LIBF i PEO,S-LiBF. Ora e relashon O/Li ta entre 16 i 20, PEO2.5-LIBF4 por forma un eutectic ku PEO. LPF6 tambe por forma dos kompleho ku PEO: PEO6-LiPF6 i PEO:-LiPF6. E dos komplehonan formá pa LiASF6 ku PEO ta similar na esnan di LiPF6, pero ku puntonan di smelt relativamente mas haltu. Salu di litio di anion grandi tambe por forma komplehonan ku PEO, pero e kinétika ta muchu mas slow. Ademas, e preshon tambe ta afektá kresementu di kristal te na sierto grado. Preshon mas haltu ta promové kresementu di sferulita, ta redusí e region amorfo, i korespondientemente ta baha konduktividat di litio-ion.