Elektroliti tipa litij-ionske baterije
1.1 tekući elektrolit
Izbor elektrolita ima veliki utjecaj na performanse litij-ionskih baterija. Mora imati dobru kemijsku stabilnost, osobito na višim potencijalima i okolinama s višim temperaturama, i ima veću ionsku vodljivost (> 10-3). S / cm), i moraju biti inertni prema anodnim i katodnim materijalima, ne mogu ih napadati. Budući da litij-ionska baterija ima veliki potencijal punjenja i pražnjenja, a anodni materijal je ugrađen s kemijski aktivnim litijem, elektrolit mora koristiti organski spoj i ne može sadržavati vodu. Međutim, ionska vodljivost organske tvari nije dobra, pa se u organsko otapalo dodaje topljiva vodljiva sol za povećanje ionske vodljivosti. Trenutno se litij-ionske baterije uglavnom koriste kao elektroliti. Otapala su bezvodne organske tvari kao što su EC, PC, DMC, DEC, a većina ih koristi miješana otapala kao što su EC / DMC i PC / DMC. Vodljive soli su LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6, itd., A njihova provodljivost je jednom LiAsF6> LiPF6> LiClO4> LiBF6. LiClO4 je podložan eksploziji i drugim sigurnosnim problemima zbog svojstva visoke oksidacije. Općenito se ograničava na eksperimentalna istraživanja. LiAsF6 ima visoku ionsku provodljivost i lako se čisti i ima dobru stabilnost, ali sadrži toksičnu As, koja je ograničena u uporabi; Kemija LiBF6 A termička stabilnost nije dobra i vodljivost nije visoka. Iako će LiPF6 biti podvrgnut reakciji razgradnje, ima visoku ionsku vodljivost, tako da litij-ionske baterije u osnovi koriste LiPF6. Trenutno, većina elektrolita korištenih u komercijalnim litij-ionskim baterijama koristi EC / DMC LiPF6, koji ima visoku ionsku vodljivost i dobru elektrokemijsku stabilnost.
2.2 čvrsti elektrolit
Uporaba metalnog litija izravno kao anodnog materijala ima visok reverzibilni kapacitet, a njegov teoretski kapacitet je čak 3862 mAh · g-1, što je više od deset puta veće od grafitnih materijala, a cijena je također niska, smatra se optimalnom atrakcijom nove generacije litij-ionskih baterija. Anodni materijal će proizvesti dendritički litij. Korištenje čvrstog elektrolita kao vodljivosti iona uvijek može rasti dendritički litij, što omogućuje korištenje metalnog litija kao anodnog materijala. Osim toga, upotreba čvrstog elektrolita izbjegava nedostatak prevelikog propuštanja elektrolita, a baterija se može napraviti u tanji (samo 0,1 mm debeli) visokoenergetski akumulator s većom gustoćom energije i manjim volumenom. Razorni eksperimenti pokazuju da litij-ionske baterije u čvrstom stanju imaju visoku sigurnost. Nakon likvidacije, zagrijavanja (200 ° C), kratkog spoja i preopterećenja (600%) i drugih destruktivnih eksperimenata, litij-ionske baterije tekućeg elektrolita će procuriti i eksplodirati. Seksualni problemi, dok poluvodičke baterije nemaju drugih sigurnosnih problema osim malog porasta unutarnje temperature (<20 °=""> Kruti polimerni elektroliti imaju dobru fleksibilnost, kalupljivost, stabilnost i nisku cijenu. Može se koristiti kao distancioni film pozitivne i negativne elektrode i kao elektrolit za prijenos iona.
Kruti polimerni elektroliti općenito se razvrstavaju u suhi kruti polimerni elektrolit (SPE) i gel polimerski elektrolit (GPE). Elektroliti čvrstog polimera SPE uglavnom se temelje na polietilen oksidu (PEO), koji ima nedostatak niske ionske vodljivosti i može doseći samo 10-40 cm na 100 ° C. U SPE, ionsko provođenje se događa uglavnom u amorfnoj regiji, a prijenos se prenosi pokretom polimernog lanca. PEO se lako kristalizira zbog visoke regularnosti njegovog molekularnog lanca, a kristalizacija smanjuje ionsku vodljivost. Stoga, da bi se povećala ionska vodljivost, s jedne strane, moguće je smanjiti ionsku vodljivost. Stoga, da bi se poboljšala ionska provodljivost, s jedne strane, smanjenjem topljivosti polimera. Presadivanje, blokiranje, umrežavanje, kopolimerizacija i slično se koriste za uništavanje svojstava kristala za izgladnjivanje polimera, a njihova ionska vodljivost može se značajno poboljšati. Dodatno, dodavanje anorganske kompozitne soli može također povećati ionsku vodljivost. Dodavanje visokotvornog konstantnog tekućeg organskog otapala niske molekularne težine kao što je PC u kruti polimerni elektrolit može uvelike poboljšati topljivost vodljive soli. Formirani elektrolit je GPE gel polimerni elektrolit, koji ima poboljšanu temperaturu na sobnoj temperaturi. Ionska vodljivost, ali likvidacija neće uspjeti tijekom uporabe. Gel polimer litij-ionske baterije su komercijalizirane.