Nifikashon di elektrolito di bateria di litio-ion?

◆Kiko ta elektrolitonan akuoso?

◆Introdukshon na Elektrolitonan Sólido

E elektrolito, un komponente indispensabel dibaterianan di litio-ion, ta hunga un ròl krusial den e siklonan di karga-descarga di e bateria.

E no ta solamente responsabel pa e transporte efisiente di ionnan di litio i e kondukta di koriente, pero tambe e ta poseé propiedatnan di isolashon elektróniko pa prevení fluho di elektrón direkto entre e elektrodenan positivo i negativo. Papiando figurativamente, e elektrolito ta manera e “sanger” paden di un bateria di litio-ion, garantisando e konektividat entre e materialnan di elektroda positivo i negativo, garantisando asina e progreso suave di henter e proseso di karga-descarga.

Un elektrolito ideal pa un bateria di litio-ion mester kumpli ku e siguiente sinku rekisitonan:

Ku e demandanan kada bes kresiente pa densidat di energia di bateria i densidat di energia, teknologia di bateria ta desaroyando rápidamente, i materialnan di elektroda a hasi tremendo progreso. Na kontraste, e desaroyo di sistemanan di elektrolito a keda atras. Aktualmente, e desaroyo di elektrolitonan di bateria di litio-ion por wòrdu klasifiká ampliamente den tres tipo: elektrolitonan di solvente no--akuoso, elektrolitonan akuoso, i elektrolitonan di estado sólido-.

Elektrolito di solvente no--akuoso

 

Elektrolitonan di solvente no--akuoso den bateria di ion di litio ta referí na sistemanan di elektrolito ku no ta kontené awa, prinsipalmente komponé di solventenan, solutonan (normalmente salu di litio), i aditivonan. E solventenan no--akuoso aki ta tipikamente solventenan orgániko, en bes di solventenan akuoso, pa evitá elektrolisis di awa òf reakshonnan adverso ku materialnan di elektroda. Salu di litio ta e portadónan prinsipal pa transporte di ion di litio, solventenan ta sirbi komo e disolushon, dispershon i sosten pa salu di litio, i aditivonan ta funshoná prinsipalmente pa mehorá e rendimentu elektrokímiko òf seguridat di bateria di ion di litio.

Elektrolitonan komersialmente disponibel (p.e., elektrolitonan líkido) ku ta wòrdu usá den bateria di litio-ion ta komponé prinsipalmente di un òf mas salu di litio disolvé den dos òf mas solvente orgániko; elektrolitonan komponé di un solo solvente ta hopi skars. E motibu pa usa vários solvente ta ku baterianan di mundu real tin diferente, asta kontradiktorio, rekisitonan ku ta difísil pa kumpli kuné usando un solo solvente. Por ehèmpel, elektrolitonan por rekerí fluides haltu miéntras ku tambe tin un konstante dieléktriko haltu; pues, solventenan ku diferente propiedatnan físikokímiko hopi bia ta wòrdu usá den kombinashon, eksponiendo diferente karakterístika simultáneamente. Ademas, salu di litio generalmente no ta wòrdu usá simultáneamente pasobra e selekshon di salu di litio ta limitá, i nan bentahanan no ta fásilmente bisto.

Solventenan orgániko ideal mester ta poseé e siguiente propiedatnan klave: Promé, nan mester di un konstante dieléktriko haltu pa garantisá bon disolushon di salunan di litio; di dos, nan mester tin un punto di smelt abou i un punto di herebé haltu pa amplia e rango di temperatura di operashon di e elektrolito; di tres, viskosidat abou ta yuda promové migrashon efisiente di ionnan di litio den e medio; i finalmente, e solventenan aki mester ta barata i tin toksisidat abou (idealmente no-tóksiko). Komponentenan di karbonato, komo un di e solventenan orgániko mas trempan i mas ampliamente usá den e industria di bateria di ion di litio, ta okupá un posishon krusial den e tereno di elektrolitonan di bateria.

Aktualmente, e tipo di solvente aki ta inkluí prinsipalmente dos forma struktural: sikliko i di kadena. E tabel aki bou ta resumí e parameternan físiko relevante di vários solvente no--akuoso, elektrolito i solvente orgániko ku ta wòrdu usá komunmente.

Aktualmente, solventenan di karbonato di alkil ta wòrdu usá ampliamente den elektrolitonan. E solventenan aki ta poseé bon resistensia na oksidashon i ta eksponé stabilidat ekselente bou di kondishonnan di voltahe haltu. Karbonatonan sikliko, manera karbonato di etileno i karbonato di propileno, ta konosí pa nan konstantenan dieléktriko haltu, loke ta nifiká ku nan por disolvé salu di litio mas efektivamente; sinembargo, debí na forsanan intermolekular fuerte, e solventenan aki tin viskosidat haltu, ku ta frena e moveshon di ionnan di litio den nan. Na kontraste, karbonatonan di kadena, manera dimetil karbonato i dietil karbonato, miéntras ku nan tin un viskosidat mas abou, tambe tin konstantenan dieléktriko relativamente abou, loke ta resultá den un efisiensia di disolushon relativamente malu pa salunan di litio. P’esei, pa prepará sistemanan di solushon ku konduktividat ióniko superior, hopi bia ta meskla diferente tipo di solvente, manera kombinashonnan PC+DEC òf EC+DMC. Salunan di litio, komo e fuente di ionnan di litio den e elektrolito, ta hunga un ròl grandi den transporte di ionnan di litio durante e proseso di karga i deskargá di bateria di ionnan di litio. Nan rendimentu ta afektá direktamente hopi aspekto di bateria di ion di litio, inkluyendo densidat di energia, densidat di energia, rango di voltahe di operashon, bida di siklo i seguridat. Aktualmente, den investigashon di laboratorio i práktika industrial, salu di litio ku radionan anióniko grandi i stabilidat haltu di redox ta wòrdu selektá tipikamente. A base di nan komposishon kímiko, salu di litio por wòrdu klasifiká ampliamente den dos kategoria: salu di litio inorgániko i salu di litio orgániko. Varios salu di litio inorgániko a wòrdu desaroyá, inkluyendo LiPF6, LiClO4, LIBF, i LIASF. Na kontraste, salunan di litio orgániko komunmente usá den bateria di ion di litio- ta wòrdu formulá dor di agregá gruponan di retiro di elektrón-na e anionnan di e salunan di litio inorgániko aki, manera litio dioxalato-borato (LiBOB), litio difluorooxalato-borato (-} difluorosulfonilimida (LiFSI), i ditrifluorometilsulfonilimida di litio (LTFSI). E tabel aki bou ta mustra e propiedatnan físikokímiko relevante di vários salu di litio ku ta wòrdu usá komunmente den bateria di litio-ion.

Aditivonan ta supstansianan agregá na e elektrolito den konsentrashonnan abou (normalmente no mas ku 10% pa masa) ku tin funshonnan spesífiko i por mehorá e karakterístikanan elektrokímiko di e bateria signifikantemente. A base di nan funshonnan, e aditivonan aki por wòrdu klasifiká ampliamente den vários kategoria: aditivonan ku ta forma pelíkula, retardante di kandela, i aditivonan pa prevení sobrekarga. Ademas, tin aditivonan usá pa mehorá konduktividat, optimalisá rendimentu bou di kondishonnan di temperatura abou-, òf kontrolá kantidatnan di tras i konsentrashonnan di HF den e solushon di elektrolito.