التقدم في الأبحاث المتعلقة بالفقد الحراري لشحن بطارية الليثيوم

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

ملخص: ملخص لأحدث التطورات وآفاق التطوير في مجال أبحاث بطاريات الليثيوم أيون عالية الأمان. من المهم من استقرار درجة الحرارة العالية للإلكتروليتات والأقطاب الكهربائية، أن أسباب عدم الاستقرار الحراري لبطاريات أيونات الليثيوم وآلياتها أوضحت أن نظام بطارية أيونات الليثيوم التجارية الحالي غير كافٍ في درجات الحرارة العالية، ويقترح تطوير إلكتروليتات عالية الحرارة، وتعديلات إيجابية وسلبية وإدارة البطارية الخارجية، إلخ. لتصميم بطاريات ليثيوم أيون عالية الأمان.

نظرة مستقبلية على تطوير الآفاق التقنية لتطوير بطاريات الليثيوم أيون الآمنة. مقدمة أصبحت بطاريات أيون الليثيوم ممثلًا نموذجيًا لنوع جديد من الطاقة نظرًا لتكلفتها المنخفضة وأدائها العالي وقوتها العالية وبيئتها الخضراء، وتستخدم على نطاق واسع في المنتجات الرقمية 3C وأدوات الطاقة المحمولة والأدوات الكهربائية. في السنوات الأخيرة، بسبب تكثيف التلوث البيئي والتوجيه السياسي الوطني، زاد الطلب على بطاريات الليثيوم أيون في سوق المركبات الكهربائية القائمة على المركبات الكهربائية، وفي عملية تطوير أنظمة بطاريات الليثيوم أيون عالية الطاقة، جذبت قضايا سلامة البطاريات اهتمامًا واسع النطاق، وتحتاج المشاكل الحالية إلى حل عاجل.

يتم تحديد التغير في درجة حرارة نظام البطارية من خلال ظهور الحرارة وتوزيعها بواسطة عاملين. تعتبر ظاهرة ارتفاع حرارة بطارية أيون الليثيوم أمراً مهماً يحدث بسبب التفاعل بين التحلل الحراري ومادة البطارية. تقليل حرارة نظام البطارية وتحسين أداء نظام مكافحة درجات الحرارة العالية، ونظام البطارية آمن.

والمعدات المحمولة الصغيرة مثل الهواتف المحمولة، وسعة بطارية الكمبيوتر المحمول أقل عمومًا من 2 أمبير في الساعة، وسعة بطارية ليثيوم أيون من النوع المستخدم في المركبات الكهربائية أكبر عمومًا من 10 أمبير في الساعة، ودرجة الحرارة المحلية غالبًا ما تكون أعلى من 55 درجة مئوية أثناء التشغيل العادي، وستصل درجة الحرارة الداخلية إلى 300 درجة مئوية، وفي ظل ظروف الشحن والتفريغ ذات درجة الحرارة العالية أو المعدلات الكبيرة، فإن ارتفاع درجة حرارة المذيبات العضوية القابلة للاشتعال سيؤدي إلى سلسلة من التفاعلات الجانبية، مما يؤدي في النهاية إلى خروج الحرارة عن السيطرة واحتراق البطارية أو انفجارها [3]. بالإضافة إلى عوامل الاستجابة الكيميائية الخاصة بها، يعاني بعض الأشخاص من ماس كهربائي ناتج عن ارتفاع درجة الحرارة، والتجاوز، والتأثير الميكانيكي، كما يمكن لبعض العوامل الاصطناعية أن تؤدي أيضًا إلى حدوث حوادث سلامة في بطارية ليثيوم أيون. لذلك، من المهم دراسة وتحسين أداء بطاريات الليثيوم أيون في درجات الحرارة العالية.

1- تحليل أسباب خروج الحرارة عن السيطرة: إن تحليل أسباب خروج الحرارة عن السيطرة في بطارية الليثيوم أيون مهم لأن درجة الحرارة الداخلية للبطارية ترتفع. في الوقت الحاضر، يعد نظام الإلكتروليت الأكثر استخدامًا في بطاريات الليثيوم أيون التجارية عبارة عن محلول كربونات مختلط من LiPF6. يتمتع هذا المذيب بتقلبات عالية ونقطة وميض منخفضة وسهل الاشتعال للغاية.

عندما يحدث ماس كهربائي داخلي بسبب الاصطدام أو التشوه، فإن معدل الشحن والتفريغ والتجاوز كبير، وسوف يكون هناك الكثير من الحرارة، مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة البطارية. عند الوصول إلى درجة حرارة معينة، فإن سلسلة من تفاعلات التحلل سوف تتسبب في تدمير التوازن الحراري للبطارية. عندما لا يمكن إخلاء الحرارة المنبعثة من هذه التفاعلات الكيميائية في الوقت المناسب، فسوف يؤدي ذلك إلى تفاقم تقدم التفاعل، وإثارة سلسلة من التفاعلات الجانبية ذاتية التسخين.

ترتفع درجة حرارة البطارية بشكل حاد، أي "خارج السيطرة الحرارية"، مما يؤدي في النهاية إلى احتراق البطارية، وحتى حدوث انفجار خطير. بشكل عام، فإن سبب خروج الحرارة عن السيطرة في بطارية الليثيوم أيون مهم في عدم الاستقرار الحراري للإلكتروليت، وكذلك عدم الاستقرار الحراري للإلكتروليت والتعايش بين الأقطاب الموجبة والسالبة. في الوقت الحاضر، من منظور كبير، تعد سلامة بطاريات الليثيوم أيون مهمة من الإدارة الخارجية والتصميم الداخلي للتحكم في درجة الحرارة الداخلية والجهد وضغط الهواء لتحقيق أغراض السلامة.

2 حل استراتيجية الخروج عن السيطرة الحرارية 2. 1) مكون PTC (معامل درجة الحرارة الإيجابي): قم بتثبيت مكون PTC في بطارية ليثيوم أيون، والذي يأخذ في الاعتبار الضغط ودرجة الحرارة داخل البطارية، وعندما يتم تسخين البطارية عن طريق الشحن الزائد، تكون البطارية 10. تزداد المقاومة للحد من التيار، ويتم تقليل الجهد بين القطبين الموجب والسالب إلى جهد آمن لتحقيق وظيفة الحماية التلقائية للبطارية. 2) صمام مقاوم للانفجار: عندما تكون البطارية كبيرة جدًا بسبب خلل، يتشوه صمام مقاوم للانفجار، والذي سيتم وضعه داخل البطارية للتوصيل، وإيقاف الشحن.

3) الإلكترونيات: يمكن لمجموعات البطاريات من 2 إلى 4 تعزيز تصميم الدائرة الإلكترونية لحماية أيونات الليثيوم، ومنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ، ومنع الحوادث الأمنية، وإطالة عمر البطارية. وبطبيعة الحال، فإن طرق التحكم الخارجية هذه لها تأثير معين، ولكن هذه الأجهزة الإضافية أضافت تعقيدًا وتكلفة إنتاج للبطارية، ولا يمكنها حل مشكلة سلامة البطارية تمامًا. ومن ثم، فمن الضروري إنشاء آلية حماية أمنية جوهرية.

2.2 تحسين إلكتروليت إلكتروليت إلكتروليت كبطارية ليثيوم أيون، طبيعة الإلكتروليت تحدد بشكل مباشر أداء البطارية، وسعة البطارية، ونطاق درجة حرارة التشغيل، وأداء الدورة وأداء السلامة مهمة. في الوقت الحاضر، في أنظمة الحلول الكهربائية لبطاريات الليثيوم أيون التجارية، التركيب الأكثر استخدامًا هو LIPF6 وكربونات الفينيل والكربونات الخطية.

تعتبر الواجهة عنصرًا لا غنى عنه، واستخدامها أيضًا له بعض القيود فيما يتعلق بأداء البطارية. في نفس الوقت، يتم استخدام كمية كبيرة من مذيب الكربونات منخفض الغليان ونقطة الوميض المنخفضة في الإلكتروليت، والذي سيكون في درجات حرارة أقل. فلاش، هناك خطر أمني كبير.

لذلك يحاول العديد من الباحثين تحسين نظام الإلكتروليت لتحسين الأداء الأمني ​​للإلكتروليتات. في حالة عدم تغير مادة الجسم الرئيسية للبطارية (بما في ذلك مادة القطب، ومادة الحجاب الحاجز، ومادة الإلكتروليت) في فترة زمنية قصيرة، فإن استقرار الإلكتروليت هو وسيلة مهمة لتعزيز سلامة بطاريات أيون الليثيوم. 2.

2.1 الإضافات الوظيفية تحتوي الإضافات الوظيفية على جرعات أقل وخصائص مستهدفة. وهذا يعني أنه يمكن تحسين الأداء الكلي للبطارية بشكل كبير دون تغيير عملية الإنتاج دون تغيير تكاليف البطارية الجديدة أو عدم الحاجة إلى تغييرها بشكل كبير.

لذلك، أصبحت إضافات الوظائف بمثابة نقطة ساخنة في بطاريات الليثيوم أيون اليوم، والتي تعد واحدة من أكثر المسارات الواعدة التي تعد حاليًا الحل الأكثر واعدًا لمحلول إلكتروليت بطارية الليثيوم أيون. الاستخدام الأساسي للمادة المضافة هو منع ارتفاع درجة حرارة البطارية بشكل كبير ويقتصر جهد البطارية على نطاق التحكم. لذلك، يتم أيضًا النظر في تصميم المادة المضافة من منظور درجة الحرارة وإمكانية الشحن.

مادة مضافة مثبطة للهب: يمكن تقسيم المادة المضافة المثبطة للهب أيضًا إلى مواد مضافة مثبطة للهب من الفوسفور العضوي، ومادة مضافة مثبطة للهب مركبة تحتوي على النيتروجين، ومادة مضافة مثبطة للهب تعتمد على السيليكون، ومادة مضافة مثبطة للهب مركبة. 5 فئات مهمة. مثبطات اللهب العضوية الفوسفورية: تشمل بعض مركبات الفوسفات الألكيل، والفوسفيت الألكيل، والفوسفات المفلور، ومركبات نتريل الفوسفات.

تُعد آلية مثبطات اللهب مهمة للتفاعل المتسلسل لجزيئات مثبطات اللهب التي تتداخل مع الجذور الحرة للهيدروجين، والمعروفة أيضًا بآلية التقاط الجذور الحرة. يؤدي تحلل الغاز الإضافي إلى إطلاق الجذور الحرة المحتوية على الفوسفور، وهي القدرة التي تتمتع بها الجذور الحرة على إنهاء التفاعل المتسلسل. مثبطات اللهب الفوسفاتية: الفوسفات المهم، فوسفات ثلاثي الإيثيل (TEP)، فوسفات ثلاثي البوتيل (TBP)، إلخ.

مركب نتريل الفوسفات مثل سداسي ميثيل فوسفازين (HMPN)، فوسفيت ألكيل مثل فوسفيت ثلاثي ميثيل (TMPI)، ثلاثة - (2،2،2-ثلاثي فلورو إيثيل)، فوسفيت (TT- FP)، إستر حمض مفلور، مثل فوسفات ثلاثة-(2،2،2-ثلاثي فلورو إيثيل) (TFP)، فوسفات ثنائي-(2،2،2-ثلاثي فلورو إيثيل)-ميثيل (BMP)، فوسفات (2،2،2-ثلاثي فلورو إيثيل)-ثنائي إيثيل (TDP)، فوسفات فينيل (DPOF)، إلخ. يعتبر مادة مضافة جيدة لمقاومة اللهب. يتمتع الفوسفات عادة بلزوجة كبيرة نسبيًا، واستقرار كهروكيميائي ضعيف، كما أن إضافة مثبطات اللهب لها أيضًا تأثير سلبي على التوصيل الأيوني للإلكتروليت وقابلية دوران الإلكتروليت للعكس مع زيادة انكسار الإلكتروليت.

وهو بشكل عام: 1- محتوى الكربون من مجموعات ألكيل جديدة؛ 2- استبدال جزء من المجموعة العطرية (فينيل) بمجموعة ألكيل؛ 3- تكوين بنية فوسفاتية حلقية. المواد المهلجنة العضوية (المذيبات المهلجنة): مثبطات اللهب الهالوجينية العضوية مهمة لمكافحة الانفلونزا. بعد استبدال H بـ F، تتغير خصائصه الفيزيائية، مثل انخفاض نقطة الانصهار، وانخفاض اللزوجة، وتحسين الاستقرار الكيميائي والكهربائي الكيميائي، وما إلى ذلك.

من المهم أن يتضمن مثبط اللهب الهالوجيني العضوي كربونات فلورية حلقية، وكربونات فلورية متسلسلة، وأثير ألكيل بيرفلوروديكان، وما إلى ذلك. أظهرت مركبات الفلورايد المحتوية على الفلورايد، مثل OHMI ومركبات الفلورايد المقارنة الأخرى، أن إضافة 33.3% (الكسر الحجمي) 0.

يحتوي المنحل بالكهرباء 67 مول / lliclo4 / Ec + DEC + PC (نسبة الحجم 1: 1: 1) على نقطة وميض أعلى، وإمكانية الاختزال أعلى من المذيبات العضوية EC و DEC و PC، والتي يمكن أن تشكل بسرعة فيلم SEI على سطح الجرافيت الطبيعي، وتحسين الشحنة الأولى وتفريغ كفاءة كولين وسعة التفريغ. لا يمتلك الفلورايد نفسه وظيفة التقاط الجذور الحرة لمثبطات اللهب الموصوفة أعلاه، فقط لتخفيف المذيبات المساعدة المتطايرة والقابلة للاشتعال، وبالتالي فإن نسبة الحجم في الإلكتروليت فقط تكون في الغالب (70٪) عندما يكون الإلكتروليت غير قابل للاشتعال. مثبطات اللهب المركبة: مثبطات اللهب المركبة المستخدمة حاليًا في الإلكتروليت تحتوي على مركب PF ومركب من فئة NP، والمواد التمثيلية لها سداسي ميثيل فوسفوريد (HMPA) وفلوروفوسفات، وما إلى ذلك.

تمارس مثبطات اللهب تأثير مثبط للهب من خلال الاستخدام التآزري لعنصرين مثبطين للهب. FEI وآخرون. يقترح اثنين من مثبطات اللهب NP MEEP و MEE، ويتم عرض الصيغة الجزيئية لها في الشكل 1.

Licf3SO3 / MeEP:PC = 25:75، يمكن للإلكتروليت تقليل قابلية الاشتعال بنسبة 90٪، ويمكن أن تصل الموصلية إلى 2.5 × 10-3S / سم. 2) المادة المضافة المشحونة بشكل زائد: تحدث سلسلة من التفاعلات عندما يتم شحن بطارية الليثيوم أيون بشكل زائد.

المكون الإلكتروليتي (المهم هو المذيب) الذي يتفاعل مع سطح تفاعلات التحلل التأكسدي في سطح القطب الموجب، يتم توليد الغاز وإطلاق كمية من الحرارة، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي للبطارية وارتفاع درجة الحرارة، ويتأثر سلامة البطارية بشكل خطير. من آلية الغرض، فإن المادة المضافة لحماية التفريغ الزائد مهمة لنوع الطاقة التجريدية المؤكسدة ونوعين من نوع البلمرة الكهربائية. من نوع المادة المضافة، يمكن تقسيمها إلى هاليد الليثيوم، ومركب الميتالوسين.

في الوقت الحاضر، يتم إضافة أدابراس إضافي إضافي (BP) وسيكلوهكسيل بنزين (CHB) على إضافات مضادة للزيادة في الشحن المؤكسدة، وهي المبدأ عندما يتجاوز جهد الشحن جهد القطع الطبيعي، ويبدأ المضاف عند القطب الموجب. تفاعل الأكسدة، حيث ينتشر ناتج الأكسدة إلى القطب السالب، ويحدث تفاعل الاختزال. الأكسدة مغلقة بين القطب الموجب والقطب السالب، تمتص الشحنة الزائدة.

المواد الممثلة لها هي الفيروسين ومشتقه، فيريد 2،2-بيريدين ومركب من 1،10-جلينولين مجاور، مشتق ثيول. مادة مضافة مضادة للتعبئة في كتلة البلمرة. تشمل المواد التمثيلية السيكلوهكسيل البنزين والبيفينيل ومواد أخرى.

عند استخدام ثنائي الفينيل كمادة مضافة مشحونة مسبقًا، عندما يصل الجهد إلى 4.5 إلى 4.7 فولت، يتم بلمرة ثنائي الفينيل المضاف كهروكيميائيًا، مما يشكل طبقة من الفيلم الموصل على سطح القطب الموجب، مما يزيد من المقاومة الداخلية للبطارية، وبالتالي الحد من تيار شحن البطارية.

2.2.2 يتكون السائل الأيوني السائل الأيوني بالكامل من الين والكاتيون.

نظرًا لأن الأيونات الداخلية أو الأحجام الكاتيونية ضعيفة، فإن الوسيط يكون ضعيفًا، وتوزيع الإلكترونات غير متساوٍ، ويمكن أن يكون السائل حرًا في الحركة عند درجة حرارة الغرفة، وهي سائلة. يمكن تقسيمها إلى إيميدازول، بيرازول، بيريدين، ملح الأمونيوم الرباعي، الخ. بالمقارنة مع المذيبات العضوية العادية لبطاريات أيونات الليثيوم، فإن السوائل الأيونية لها 5 مزايا: 1 استقرار حراري عالي، 200 درجة مئوية لا يمكن أن تتحلل؛ 2 ضغط البخار هو تقريبا 0، لا داعي للقلق بشأن البطارية؛ 3 السائل الأيوني ليس من السهل احتراقه لا تآكل؛ 4 لديه موصلية كهربائية عالية؛ 5 الاستقرار الكيميائي أو الكهروكيميائي جيد.

يشكل AN أو ما شابه ذلك PP13TFSI و1Mollipf6ec / Dec (1: 1) في إلكتروليت، والذي يمكنه تحقيق تأثيرات غير وقودية تمامًا، وإضافة 2% من مادة liboB المضافة في هذا النظام لتحسين توافق الواجهة بشكل كبير. المشكلة الوحيدة التي تحتاج إلى حل هي توصيل الأيون في نظام الإلكتروليت. 2.

2.3 اختيار الاستقرار الحراري لملح الليثيوم سداسي فلورو فوسفات (LiPF6) هو ملح الليثيوم الكهربائي المستخدم على نطاق واسع في بطارية ليثيوم أيون السلعية. على الرغم من أن طبيعتها الفردية ليست مثالية، إلا أن أداءها الإجمالي هو الأكثر فائدة.

ولكن LiPF6 لديه أيضا عيبه، على سبيل المثال، LiPF6 غير مستقر كيميائيا وديناميكيا حراريا، ويحدث التفاعل: LIPF (6S) → LIF (S) + PF (5G)، والتفاعل الناتج عن PF5 من السهل مهاجمة المذيب العضوي في ذرة الأكسجين وحيدا للإلكترونات، مما يؤدي إلى بلمرة الحلقة المفتوحة والروابط الأثيرية للمذيب، وهذا التفاعل خطير بشكل خاص في درجات الحرارة العالية. تتركز الأبحاث الحالية حول أملاح الإلكتروليت ذات درجات الحرارة العالية في مجالات أملاح الليثيوم العضوية. المواد التمثيلية مهمة مع أملاح البورون وأملاح الليثيوم القائمة على الإيمين.

LIB (C2O4) 2 (liboB) هو ملح إلكتروليت تم تصنيعه حديثًا في السنوات الأخيرة. تتمتع بالعديد من الخصائص الممتازة، حيث تتحلل في درجات حرارة تصل إلى 302 درجة مئوية، ويمكنها تكوين فيلم SEI مستقر في القطب السالب. تحسين أداء الجرافيت في المحلول الكهربائي المعتمد على الكمبيوتر الشخصي، ولكن لزوجته كبيرة، ومقاومة فيلم SEI المتشكلة [14].

تبلغ درجة حرارة تحلل LIN (SO2CF3) 2 (Litfsi) 360 درجة مئوية، وتكون موصلية الأيونات في درجة الحرارة العادية أقل قليلاً من LiPF6. الاستقرار الكهروكيميائي جيد، وإمكانات الأكسدة حوالي 5.0 فولت، وهو ملح الليثيوم الأكثر عضوية، لكنه يسبب تآكلًا خطيرًا لسائل مجموعة قاعدة الألومنيوم.

2.2.4 إلكتروليت البوليمر تستخدم العديد من بطاريات أيون الليثيوم التجارية مذيبات كربونات قابلة للاشتعال ومتطايرة، إذا كان التسرب من المحتمل أن يسبب حريقًا.

تتميز هذه البطارية بشكل خاص ببطارية ليثيوم أيون القوية ذات السعة العالية والكثافة العالية للطاقة. بدلاً من استخدام إلكتروليتات البوليمر عديمة الضمير بدلاً من إلكتروليتات السوائل العضوية القابلة للاشتعال، فإنه يمكن تحسين سلامة بطاريات الليثيوم أيون بشكل كبير. لقد أحرزت أبحاث إلكتروليت البوليمر، وخاصة إلكتروليت البوليمر من النوع الهلامي، تقدمًا كبيرًا.

في الوقت الحاضر، يتم استخدامه بنجاح في بطاريات الليثيوم أيون التجارية. وفقًا لتصنيف جسم البوليمر، فإن إلكتروليت البوليمر الهلامي مهم مع الفئات الثلاث التالية: إلكتروليت البوليمر القائم على PAN، إلكتروليت البوليمر PMMA، إلكتروليت البوليمر القائم على PVDF. ومع ذلك، فإن إلكتروليت البوليمر من النوع الهلامي هو في الواقع نتيجة لتسوية بين إلكتروليت البوليمر الجاف وإلكتروليت السائل، ولا تزال بطاريات البوليمر من النوع الهلامي بحاجة إلى الكثير من العمل.

2.3 يمكن للمادة الإيجابية أن تحدد أن مادة القطب الموجب غير مستقرة عندما يكون جهد حالة الشحن أعلى من 4 فولت، ومن السهل توليد الحرارة المذابة في درجات حرارة عالية لتحلل الأكسجين والأكسجين والمذيبات العضوية تستمر في تفاعل كمية كبيرة من الحرارة والغازات الأخرى، مما يقلل من سلامة البطارية [2، 17-19]. لذلك يعتبر تفاعل القطب الموجب مع الإلكتروليت سبباً مهماً للحرارة.

فيما يتعلق بالمواد العادية، فإن الطريقة الشائعة لتحسين سلامتها هي تعديل الطلاء. بالنسبة لطلاء سطح مادة القطب الموجب باستخدام MgO، A12O3، SiO2، TiO2، ZnO، SnO2، ZrO2، وما إلى ذلك، يمكن تقليل تفاعل Die + الخلفي الموجب والإلكتروليت مع تقليل كروماتوغرافيا القطب الموجب، مما يمنع تغير الطور لمادة القطب الموجب.

تحسين استقرارها البنيوي، وتقليل مقاومة اضطراب الكاتيون في الشبكة، وبالتالي تقليل التفاعل الثانوي لعملية الدورة. 2.4 تستخدم مادة الكربون حاليًا مساحة سطح محددة منخفضة، ومنصة شحن وتفريغ أعلى، ومنصة شحن وتفريغ صغيرة، واستقرار حراري مرتفع نسبيًا، وحالة حرارية جيدة نسبيًا، وثبات حراري مرتفع نسبيًا، وثبات حراري مرتفع نسبيًا.

مثل الكرات الكربونية ذات الطور المتوسط ​​(MCMB)، أو Li9Ti5o12 من بنية السبينيل، وهو أفضل من الاستقرار الهيكلي للجرافيت الرقائقي [20]. تعتبر طريقة تحسين أداء مادة الكربون حاليًا مهمة لمعالجة السطح (أكسدة السطح، الهالوجين السطحي، تغليف الكربون، طلاء المعدن، أكسيد المعدن، طلاء البوليمر) أو إدخال المنشطات المعدنية أو غير المعدنية. 2.

5 إن الحجاب الحاجز المستخدم حاليًا في بطاريات الليثيوم أيون التجارية لا يزال عبارة عن مادة بولي أوليفين، ومن عيوبه المهمة تسلل السوائل الساخنة والكهربائية بشكل ضعيف. وللتغلب على هذه العيوب، حاول الباحثون العديد من الطرق، مثل البحث عن مواد ذات استقرار حراري، أو إضافة كمية صغيرة من نانوبووديا Al2O3 أو SiO2، والتي لا تحتوي على غشاء مشترك فحسب، بل تتمتع أيضًا بالاستقرار الحراري لمادة القطب الموجب. يستخدم.

مياو وآخرون، تصنيع البولي إيميد النانوي غير المنسوج المحضر بطريقة الغزل الكهروستاتيكي. تشير خصائص DR وTGA إلى أنها لا تستطيع فقط الحفاظ على الاستقرار الحراري عند 500 درجة مئوية، بل تتمتع أيضًا بتسلل إلكتروليت أفضل نسبيًا إلى غشاء CELGARD. قام WANG et al بإعداد غشاء نانوي دقيق المسام AL2O3-PVDF، والذي يتميز بخصائص كهروكيميائية جيدة واستقرار حراري، مما يلبي استخدام فواصل بطاريات الليثيوم أيون.

3 نلخص ونتطلع إلى بطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية وتخزين الطاقة، والتي هي أكبر بكثير من المعدات الإلكترونية الصغيرة، وبيئة الاستخدام أكثر تعقيدا. باختصار، يمكننا أن نرى أن أمنها بعيد كل البعد عن الحل، وأصبح يشكل عنق الزجاجة التقني الحالي. يجب أن يركز العمل اللاحق على التأثير الحراري الذي قد تنتجه البطارية بعد التشغيل غير الطبيعي، وإيجاد طريقة فعالة لتحسين الأداء الأمني ​​لبطارية أيون الليثيوم.

في الوقت الحاضر، يعد استخدام المذيبات المحتوية على الفلور والمواد المضافة المقاومة للهب اتجاهًا مهمًا لتطوير بطارية ليثيوم أيون من النوع الآمن. وسوف تركز الأبحاث المستقبلية على كيفية تحقيق التوازن بين الأداء الكهروكيميائي والسلامة في درجات الحرارة المرتفعة. على سبيل المثال، يتم تطوير مجموعة متكاملة مثبطة للهب مركبة عالية الأداء P وN وF وCL، ويتم تطوير مذيب عضوي له نقطة غليان عالية ونقطة وميض عالية، ويتم إنتاج محلول كهربائي ذو أداء أمان عالي.

ومن المتوقع أيضًا أن تصبح مثبطات اللهب المركبة والمواد المضافة ذات الوظيفة المزدوجة اتجاهات التطوير المستقبلية. فيما يتعلق بمواد أقطاب بطارية أيون الليثيوم، فإن الخصائص الكيميائية السطحية للمادة مختلفة، ودرجة حساسية مادة القطب على إمكانات الشحن والتفريغ غير متسقة، ومن المستحيل استخدام قطب كهربائي / إلكتروليت / إضافات واحدة أو عدة أقطاب كهربائية محدودة لجميع تصميمات البطارية الهيكلية. ولذلك، في المستقبل، ينبغي لنا التركيز على تطوير أنظمة بطاريات مختلفة لمواد أقطاب كهربائية محددة.

وفي الوقت نفسه، تعمل أيضًا على تطوير نظام بطارية ليثيوم أيون بوليمر ذات أمان عالٍ أو تطوير إلكتروليت صلب غير عضوي يتمتع بموصلية كاتيون واحدة ونقل أيوني سريع وثبات حراري عالي. بالإضافة إلى ذلك، فإن تحسين أداء السائل الأيوني، وتطوير أنظمة تركيبية بسيطة ورخيصة، يشكل أيضًا جزءًا مهمًا من الأبحاث المستقبلية.