Inngangur um rafskaut með litíum rafhlöðu Inngangur

Raflausnir með litíumjónarafhlöðum eru fljótandi raflausnar, sem ekki eru vatnslausar, sem samanstanda af lífrænum leysum og raflausnalítíumsöltum. Auðvitað eru til solid raflausnir. Úr hverju eru þeir gerðir? Lítum á það.

1. Vökvi litíumjón rafgeymir

Val á raflausnum hefur mikil áhrif á afköst litíumjónarafhlöðu. Það verður að vera efnafræðilega stöðugt, sérstaklega ekki auðvelt að brjóta niður við hærri möguleika og umhverfi við hærra hitastig, og hefur meiri jónaleiðni (GG gt; 10-3s) / cm) og verður að vera óvirkt við rafskauta- og bakskautsefni og getur ekki tærir þá.

Leiðandi sölt innihalda LiCIO4, LiPF6, LiBF6, LiA SF6 og LiOSO2CF3 og rafleiðni þeirra er í röð LiAsF6> LiPF6> LiCIO4> LiBF6> LiOSO2CF3. LiClO4 er viðkvæmt fyrir öryggisvandamálum eins og sprengingu vegna mikillar oxunarhæfni þess, sem er almennt takmörkuð við tilraunirannsóknir; LiAsF6 hefur mikla jónaleiðni, auðvelda hreinsun og góðan stöðugleika, en inniheldur eitrað As, og notkun þess er takmörkuð;

LiBF6 hefur lélegan efna- og hitastöðugleika og litla rafleiðni. LiO SO2CF3 hefur slæma rafleiðni og hefur ætandi áhrif á rafskautið, svo það er sjaldan notað; þó LiPF6 muni fara í niðurbrotsviðbrögð hefur það mikla jónandi leiðni, svo núverandi litíumjón Rafhlaðan notar í grundvallaratriðum LiPF6. Eins og er nota flestar raflausnar sem notaðar eru í litíumjónarafhlöðum LiPF6 EC2DMC, sem hefur meiri jónaleiðni og betri rafefnafræðilegan stöðugleika.

2. Fast raflausn

Bein notkun málmi litíums sem rafskautaefnis hefur mikla afturkræfa getu, fræðileg getu þess er allt að 3862mAh-g-1, sem er meira en tífalt það sem grafít efni, og verðið er lægra. Það er litið á aðlaðandi nýju kynslóðina af litíumjónarafhlöðum. Anóða efnið, en mun framleiða dendritískt litíum. Með því að nota fast raflausn sem jónaleiðni getur það hindrað vöxt dendritískrar litíums, sem gerir kleift að nota málmlitíum sem rafskautaefni. Að auki getur notkun fastra raflausna forðast galla fljótandi raflausna og rafhlöðuna er hægt að gera þynnri (aðeins 0,1 mm þykkt), meiri orkuþéttleika og minni orku raforku rafhlöðu.

Fast fjölliða raflausnin hefur einkenni góðrar sveigjanleika, kvikmyndamyndandi eiginleika, stöðugleika og litlum tilkostnaði. Það er hægt að nota sem skilju milli jákvæðra og neikvæðra rafskauta og sem raflausnar til að flytja jónir.

Fast fjölliða raflausnir má almennt skipta í þurra fasta fjölliða raflausna (SPE) og hlaup fjölliða raflausna (GPE). SPE solid fjölliða raflausn byggist aðallega á pólýetýlenoxíði (PEO). Ókostur þess er að jónaleiðni er lítil sem getur aðeins náð 10-40cm við 100 ° C.

Að bæta fljótandi lífrænum leysi með mikilli rafseltu stöðugri og lítilli mólþunga eins og PC við fasta fjölliða raflausnina getur bætt leysni leiðandi saltsins til muna. Raflausnið sem myndast er GPE hlaup fjölliða raflausnin, sem hefur háan hita við stofuhita. Jónandi leiðni, en í notkun er það að leka út og verða ógilt. Gel fjölliða litíumjón rafhlöður hafa verið markaðssettar.

3. Gel raflausn

Helstu þættir hlaup fjölliða raflausnarinnar eru í grundvallaratriðum þeir sömu og fljótandi lífræni raflausinn, nema að fljótandi lífræna raflausnið er aðsogað á hlaup fjölliða fylkið. Þess vegna, auk ofangreindra skilyrða, ætti það einnig að hafa viðloðun milli rafskautsvirka efnisins Gott viðloðun, öll leysiefni eru föst í fjölliða fylkinu, það er ekkert ókeypis lífrænt leysiefni, til að tryggja ekki leka, góða beygjuafköst og mikla vélrænni styrkur.

Lithium-ion rafhlaða rafmagn ætti að uppfylla:

Lithium jón hefur mikla leiðni, sem er 3 × 10-3 ~ 2 × 10-2S / cm á breitt hitastig;

B hefur breiðan rafefnafræðilegan glugga, það er að segja, hann er stöðugur á breiðu spennusviði (fyrir litíumjónarafhlöður, hann verður að vera stöðugur við 4,5V) án niðurbrotsviðbragða, það er, það hefur góðan oxunarstöðugleika.

C er efnafræðilega stöðugt, það er, það bregst í grundvallaratriðum ekki við rafskautsefni rafgeymiskerfisins eins og jákvæða rafskautið, neikvæða rafskautið, núverandi safnara, skiljuna og límið;

D er tryggt að vera fljótandi á breitt hitastig, vona almennt að hitastigið sé -40 ~ +700C

E hefur góða lausnareiginleika fyrir jónir;

F er eitrað, lágur gufuþrýstingur, öruggur í notkun;

G getur stuðlað að afturkræfri viðbrögðum rafskautsins eins mikið og mögulegt er og hefur gott eindrægni við rafskautið;

H er auðvelt að undirbúa og með litlum tilkostnaði.