מקור: נייַ ענערגיע פירער, דורך
אַבסטראַקט: דערווייַל, די ליטהיום סאָלץ אין געשעפט ליטהיום-יאָן באַטאַרייע עלעקטראָליטע זענען דער הויפּט ליפּפ6 און ליפּ6 האָבן געגעבן די עלעקטראָליטע ויסגעצייכנט עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג, אָבער ליפּ6 האט נעבעך טערמאַל און כעמישער פעסטקייַט, און איז זייער שפּירעוודיק צו וואַסער.
דערווייַל, די ליטהיום סאָלץ אין געשעפט ליטהיום-יאָן באַטאַרייע עלעקטראָליטע זענען דער הויפּט LiPF6 און LiPF6 האָבן געגעבן די עלעקטראָליטע ויסגעצייכנט עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג.אָבער, LiPF6 האט נעבעך טערמאַל און כעמישער פעסטקייַט, און איז זייער שפּירעוודיק צו וואַסער.אונטער דער קאַמף פון אַ קליין סומע פון ה2אָ, זויער סאַבסטאַנסיז אַזאַ ווי HF וועט זיין דיקאַמפּאָוזד, און די positive מאַטעריאַל וועט זיין קעראָודיד, און די יבערגאַנג מעטאַל עלעמענטן וועט זיין צעלאָזן, און די ייבערפלאַך פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד וועט זיין מייגרייטיד צו צעשטערן סעי פילם , די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די SEI פילם האלט צו וואַקסן, וואָס פירט צו די קעסיידערדיק אַראָפּגיין פון די קאַפּאַציטעט פון ליטהיום-יאָן באַטעריז.
אין סדר צו באַקומען די פראבלעמען, מענטשן האָבן געהאפט אַז די ליטהיום סאָלץ פון ימידע מיט מער סטאַביל ה 2 אָ און בעסער טערמאַל און כעמישער פעסטקייַט, אַזאַ ווי ליטהיום סאָלץ אַזאַ ווי ליפסי, ליפסי און ליפטפסי, זענען לימיטעד דורך פּרייַז סיבות און די אַניאָנס פון ליטהיום סאָלץ. אַזאַ ווי ליטפסי קענען ניט זיין סאַלווד פֿאַר קעראָוזשאַן פון על שטער, אאז"ו ו, ליטפסי ליטהיום זאַלץ איז נישט געווענדט אין פיר.לעצטנס, VARVARA sharova פון דייַטש HIU לאַבאָראַטאָריע האט געפֿונען אַ נייַע וועג פֿאַר די אַפּלאַקיישאַן פון ימיד ליטהיום סאָלץ ווי עלעקטראָליטע אַדאַטיווז.
דער נידעריק פּאָטענציעל פון גראַפייט נעגאַטיוו ילעקטראָוד אין לי-יאָן באַטאַרייע וועט פירן צו די דיקאַמפּאָוזישאַן פון עלעקטראָליטע אויף זייַן ייבערפלאַך, פאָרמינג פּאַסיוויישאַן שיכטע, וואָס איז גערופֿן SEI פילם.SEI פילם קענען פאַרמייַדן דיקאַמפּאָוזישאַן פון עלעקטראָליטע אויף די נעגאַטיוו ייבערפלאַך, אַזוי די פעסטקייַט פון SEI פילם האט אַ קריטיש השפּעה אויף די ציקל פעסטקייַט פון ליטהיום-יאָן באַטעריז.כאָטש ליטהיום סאָלץ אַזאַ ווי ליטפסי קענען ניט זיין געוויינט ווי אַ סאַלוט פון געשעפט עלעקטראָליטע פֿאַר אַ בשעת, עס איז געניצט ווי אַדאַטיווז און האט אַטשיווד זייער גוט רעזולטאַטן.VARVARA שאַראָוואַ עקספּערימענט געפונען אַז אַדינג 2wt% LitFSI אין די עלעקטראָליטע קענען יפעקטיוולי פֿאַרבעסערן די ציקל פאָרשטעלונג פון Lifepo4 / גראַפיטע באַטאַרייע: 600 סייקאַלז ביי 20 ℃ און די קאַפּאַציטעט אַראָפּגיין איז ווייניקער ווי 2%.אין די קאָנטראָל גרופּע, די עלעקטראָליטע מיט 2wt% VC אַדאַטיוו איז צוגעגעבן.אונטער די זעלבע באדינגונגען, די אַראָפּגיין פון די קאַפּאַציטעט פון די באַטאַרייע ריטשאַז וועגן 20%.
אין סדר צו באַשטעטיקן די ווירקונג פון פאַרשידענע אַדאַטיווז אויף די פאָרשטעלונג פון ליטהיום-יאָן באַטעריז, די ליידיק גרופּע לפּ30 (עק: DMC = 1:1) אָן אַדאַטיווז און די יקספּערמענאַל גרופּע מיט VC, LiTFSI, ליפסי און ליפטפסי זענען צוגעגרייט דורך וואַרוואַרוואַראַ שאַראָוואַ. ריספּעקטיוולי.די פאָרשטעלונג פון די עלעקטראָליטעס איז געווען עוואַלואַטעד דורך קנעפּל האַלב צעל און פול צעל.
די פיגור אויבן ווייזט די וואָלטאַמעטריק קורוועס פון די עלעקטראָליטעס פון די ליידיק קאָנטראָל גרופּע און די יקספּערמענאַל גרופּע.בעשאַס די רעדוקציע פּראָצעס, מיר באמערקט אַז אַ קלאָר ווי דער טאָג קראַנט שפּיץ ארויס אין די עלעקטראָליטע פון די ליידיק גרופּע ביי וועגן 0.65 וו, קאָראַספּאַנדינג צו די רעדוקציע דיקאַמפּאָוזישאַן פון עק סאַלוואַנט.די דיקאַמפּאָוזישאַן קראַנט שפּיץ פון די יקספּערמענאַל גרופּע מיט VC אַדאַטיוו איז שיפטיד צו די הויך פּאָטענציעל, וואָס איז געווען דער הויפּט ווייַל די דיקאַמפּאָוזישאַן וואָולטידזש פון VC אַדאַטיוו איז העכער ווי אַז פון EC, דעריבער, די דיקאַמפּאָוזישאַן איז געווען ערשטער, וואָס פּראָטעקטעד EC.אָבער, די וואַלטאַמעטריק קורוועס פון די עלעקטראָליטע צוגעגעבן מיט LiTFSI, ליפסי און ליטפסי אַדאַטיווז זענען נישט באטייטיק אַנדערש פון די פון די ליידיק גרופּע, וואָס ינדיקייץ אַז די ימיד אַדאַטיווז קען נישט רעדוצירן די דיקאַמפּאָוזישאַן פון עק סאַלוואַנט.
די פיגור אויבן ווייזט די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון גראַפייט אַנאָוד אין פאַרשידענע עלעקטראָליטעס.פֿון דער עפעקטיווקייַט פון ערשטער אָפּצאָל און אָפּזאָגן, די קאָולאָמב עפעקטיווקייַט פון ליידיק גרופּע איז 93.3%, דער ערשטער עפעקטיווקייַט פון עלעקטראָליטעס מיט ליפסי, ליפסי און ליפטפסי זענען ריספּעקטיוולי 93.3%, 93.6% און 93.8%.אָבער, דער ערשטער עפעקטיווקייַט פון עלעקטראָליטעס מיט VC אַדאַטיוו איז בלויז 91.5%, וואָס איז דער הויפּט ווייַל בעשאַס דער ערשטער ליטהיום ינטערקאַליישאַן פון גראַפייט, VC דיקאַמפּאָוזד אויף די ייבערפלאַך פון גראַפייט אַנאָוד און קאַנסומז מער לי.
דער זאַץ פון SEI פילם וועט האָבן אַ גרויס השפּעה אויף די ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי, און דעמאָלט ווירקן די פאָרשטעלונג פון לי יאָן באַטאַרייע.אין די קורס פאָרשטעלונג פּרובירן, עס איז געפונען אַז די עלעקטראָליטע מיט ליפסי און ליפטפסי אַדאַטיווז האט אַ ביסל נידעריקער קאַפּאַציטעט ווי אנדערע עלעקטראָליטעס אין הויך קראַנט אָפּזאָגן.אין די C / 2 ציקל פּרובירן, די ציקל פאָרשטעלונג פון אַלע עלעקטראָליטעס מיט ימיד אַדאַטיווז איז זייער סטאַביל, בשעת די קאַפּאַציטעט פון עלעקטראָליטעס מיט ווק אַדאַטיווז דיקריסאַז.
אין סדר צו אָפּשאַצן די פעסטקייַט פון עלעקטראָליטע אין די לאַנג-טערמין ציקל פון ליטהיום-יאָן באַטאַרייע, VARVARA שאַראָוואַ אויך צוגעגרייט LiFePO4 / גראַפייט פול צעל מיט קנעפּל צעל, און עוואַלואַטעד די ציקל פאָרשטעלונג פון עלעקטראָליטע מיט פאַרשידענע אַדאַטיווז ביי 20 ℃ און 40 ℃.די אפשאצונג רעזולטאטן זענען געוויזן אין די טיש אונטן.עס קענען זיין געזען פון די טיש אַז די עפעקטיווקייַט פון די עלעקטראָליטע מיט LiTFSI אַדאַטיוו איז באטייטיק העכער ווי אַז מיט VC אַדאַטיוו פֿאַר די ערשטער מאָל, און די סייקלינג פאָרשטעלונג ביי 20 ℃ איז אפילו מער אָוווערוועלמינג.די קאַפּאַציטעט ריטענשאַן קורס פון די עלעקטראָליטע מיט LiTFSI אַדאַטיוו איז 98.1% נאָך 600 סייקאַלז, בשעת די קאַפּאַציטעט ריטענשאַן קורס פון די עלעקטראָליטע מיט ווק אַדאַטיוו איז בלויז 79.6%.אָבער, דעם מייַלע פארשווינדט ווען די עלעקטראָליטע איז סייקאַלד ביי 40 ℃, און אַלע עלעקטראָליטעס האָבן ענלעך סייקלינג פאָרשטעלונג.
פֿון די אויבן אַנאַליסיס, עס איז נישט שווער צו זען אַז די ציקל פאָרשטעלונג פון ליטהיום-יאָן באַטאַרייע קענען זיין באטייטיק ימפּרוווד ווען ליטהיום ימידע זאַלץ איז געניצט ווי עלעקטראָליטע אַדאַטיוו.אין סדר צו לערנען די קאַמף מעקאַניזאַם פון אַדאַטיווז אַזאַ ווי LiTFSI אין ליטהיום-יאָן באַטעריז, VARVARA sharova אַנאַלייזד די זאַץ פון SEI פילם געשאפן אויף די ייבערפלאַך פון גראַפייט אַנאָוד אין פאַרשידענע עלעקטראָליטעס דורך XPS.די פאלגענדע פיגור ווייזט די XPS אַנאַליסיס רעזולטאַטן פון SEI פילם געשאפן אויף די ייבערפלאַך פון גראַפייט אַנאָוד נאָך דער ערשטער און די 50 סייקאַלז.עס קענען זיין געזען אַז די LIF אינהאַלט אין די SEI פילם געשאפן אין די עלעקטראָליטע מיט LiTFSI אַדאַטיוו איז באטייטיק העכער ווי אין די עלעקטראָליטע מיט VC אַדאַטיוו.ווייַטער קוואַנטיטאַטיווע אַנאַליסיס פון דעם זאַץ פון SEI פילם ווייזט אַז די סדר פון LIF אינהאַלט אין SEI פילם איז ליפסי> ליפטסי> LiTFSI> VC> ליידיק גרופּע נאָך דער ערשטער ציקל, אָבער די SEI פילם איז ניט שטענדיק מעגלעך נאָך דער ערשטער אָפּצאָל.נאָך 50 סייקאַלז, די LIF אינהאַלט פון SEI פילם אין ליפסי און ליפטפסי עלעקטראָליטע איז דיקריסט מיט 12% און 43% ריספּעקטיוולי, בשעת די LIF אינהאַלט פון עלעקטראָליטע צוגעגעבן מיט LiTFSI געוואקסן מיט 9%.
אין אַלגעמיין, מיר טראַכטן אַז די סטרוקטור פון די SEI מעמבראַנע איז צעטיילט אין צוויי לייַערס: די ינער ינאָרגאַניק שיכטע און די ויסווייניקסט אָרגאַניק שיכטע.די ינאָרגאַניק שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון LIF, Li2CO3 און אנדערע ינאָרגאַניק קאַמפּאָונאַנץ, וואָס האָבן בעסער עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג און העכער ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי.די ויסווייניקסט אָרגאַניק שיכטע איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון פּאָרעז עלעקטראָליטע דיקאַמפּאָוזישאַן און פּאַלימעראַזיישאַן פּראָדוקטן, אַזאַ ווי ראָקאָ2לי, פּעאָ און אַזוי אויף, וואָס האט קיין שטאַרק שוץ פֿאַר די עלעקטראָליטע, דעריבער, מיר האָפן אַז די SEI מעמבראַנע כּולל מער ינאָרגאַניק קאַמפּאָונאַנץ.ימידע אַדאַטיווז קענען ברענגען מער ינאָרגאַניק ליף קאַמפּאָונאַנץ צו די SEI מעמבראַנע, וואָס מאכט די סטרוקטור פון די SEI מעמבראַנע מער סטאַביל, קענען בעסער פאַרמייַדן עלעקטראָליטע דיקאַמפּאָוזישאַן אין די באַטאַרייע ציקל פּראָצעס, רעדוצירן לי קאַנסאַמשאַן און באטייטיק פֿאַרבעסערן די ציקל פאָרשטעלונג פון די באַטאַרייע.
ווי עלעקטראָליטע אַדאַטיווז, ספּעציעל ליטפסי אַדאַטיווז, ימיד ליטהיום סאָלץ קענען באטייטיק פֿאַרבעסערן די ציקל פאָרשטעלונג פון די באַטאַרייע.דאָס איז דער הויפּט רעכט צו דעם פאַקט אַז די SEI פילם געשאפן אויף די ייבערפלאַך פון גראַפייט אַנאָוד האט מער LIF, טינער און מער סטאַביל SEI פילם, וואָס ראַדוסאַז די דיקאַמפּאָוזישאַן פון עלעקטראָליטע און ראַדוסאַז די צובינד קעגנשטעל.אָבער, פֿון די איצטיקע יקספּערמענאַל דאַטן, ליTFSI אַדאַטיוו איז מער פּאַסיק פֿאַר נוצן אין צימער טעמפּעראַטור.ביי 40 ℃, ליטפסי אַדאַטיוו האט קיין קלאָר ווי דער טאָג מייַלע איבער VC אַדאַטיוו.
פּאָסטן צייט: אפריל 15-2021