લિથિયમ બેટરી ચાર્જ કરવાથી થર્મલ નુકસાન પર સંશોધનમાં પ્રગતિ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

સારાંશ: ઉચ્ચ સુરક્ષા લિથિયમ-આયન બેટરી સંશોધન માટે નવીનતમ પ્રગતિ અને વિકાસની સંભાવનાઓનો સારાંશ. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને ઇલેક્ટ્રોડ્સની ઉચ્ચ તાપમાન સ્થિરતામાંથી મહત્વપૂર્ણ, લિથિયમ આયન બેટરીની થર્મલ અસ્થિરતાના કારણો અને તેમની પદ્ધતિઓ સ્પષ્ટ કરે છે કે હાલની વાણિજ્યિક લિથિયમ-આયન બેટરી સિસ્ટમ ઊંચા તાપમાને અપૂરતી છે, ઉચ્ચ તાપમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ વિકસાવવા, હકારાત્મક અને નકારાત્મક ફેરફારો અને બાહ્ય બેટરી વ્યવસ્થાપન વગેરેનો પ્રસ્તાવ છે. ઉચ્ચ સુરક્ષાવાળી લિથિયમ-આયન બેટરી ડિઝાઇન કરવા.

સલામતી લિથિયમ-આયન બેટરીના વિકાસની તકનીકી સંભાવનાના વિકાસ પર દૃષ્ટિકોણ. 0 પરિચય લિથિયમ આયન બેટરી તેની ઓછી કિંમત, ઉચ્ચ પ્રદર્શન, ઉચ્ચ-શક્તિ અને લીલા વાતાવરણને કારણે એક નવા પ્રકારની ઊર્જાનું લાક્ષણિક પ્રતિનિધિ બની જાય છે, જેનો વ્યાપકપણે 3C ડિજિટલ ઉત્પાદનો, મોબાઇલ પાવર અને ઇલેક્ટ્રિક ટૂલ્સમાં ઉપયોગ થાય છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, પર્યાવરણીય પ્રદૂષણની તીવ્રતા અને રાષ્ટ્રીય નીતિ માર્ગદર્શનને કારણે, ઇલેક્ટ્રિક વાહન-આધારિત ઇલેક્ટ્રિક વાહન બજારમાં લિથિયમ-આયન બેટરીની માંગમાં વધારો થયો છે, ઉચ્ચ-શક્તિવાળી લિથિયમ-આયન બેટરી સિસ્ટમ્સ વિકસાવવાની પ્રક્રિયામાં, બેટરી સલામતીના મુદ્દાઓએ વ્યાપક ધ્યાન ખેંચ્યું છે, હાલની સમસ્યાઓને તાત્કાલિક વધુ ઉકેલવાની જરૂર છે.

બેટરી સિસ્ટમના તાપમાનમાં ફેરફાર ગરમીના ઉદભવ અને વિતરિત બે પરિબળો દ્વારા નક્કી થાય છે. લિથિયમ આયન બેટરીની ગરમીનું નિર્માણ થર્મલ વિઘટન અને બેટરી સામગ્રી વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાને કારણે મહત્વપૂર્ણ છે. બેટરી સિસ્ટમની ગરમી ઓછી કરો અને ઉચ્ચ તાપમાન વિરોધી કામગીરીની સિસ્ટમમાં સુધારો કરો, બેટરી સિસ્ટમ સુરક્ષિત છે.

અને નાના પોર્ટેબલ સાધનો જેમ કે મોબાઇલ ફોન, લેપટોપ બેટરી ક્ષમતા સામાન્ય રીતે 2AH કરતા ઓછી હોય છે, અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં વપરાતી પાવર-પ્રકારની લિથિયમ-આયન બેટરી ક્ષમતા સામાન્ય રીતે 10AH કરતા વધારે હોય છે, અને સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન સ્થાનિક તાપમાન ઘણીવાર 55 ° સે કરતા વધારે હોય છે, અને આંતરિક તાપમાન 300 ° સે સુધી પહોંચશે. ઊંચા તાપમાન અથવા મોટા દરના ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જની સ્થિતિમાં, ગરમી અને જ્વલનશીલતા કાર્બનિક દ્રાવક તાપમાનમાં વધારો શ્રેણીબદ્ધ બાજુ પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બનશે, જે આખરે થર્મલ નિયંત્રણ બહાર અને બેટરી દહન અથવા વિસ્ફોટ તરફ દોરી જશે [3]. તેના પોતાના રાસાયણિક પ્રતિભાવ પરિબળો ઉપરાંત, કેટલાક લોકોમાં ઓવરહિટીંગ, ઓવરટેકિંગ અને યાંત્રિક અસરને કારણે શોર્ટ સર્કિટ થાય છે, કેટલાક કૃત્રિમ પરિબળો પણ લિથિયમ-આયન બેટરીના કારણે સલામતી અકસ્માતો સર્જી શકે છે. તેથી, લિથિયમ-આયન બેટરીના ઉચ્ચ તાપમાન પ્રદર્શનનો અભ્યાસ કરવો અને તેમાં સુધારો કરવો મહત્વપૂર્ણ છે.

૧ થર્મલ આઉટ-ઓફ-કંટ્રોલ કારણ લિથિયમ-આયન બેટરીના થર્મલ આઉટ-ઓફ-કંટ્રોલનું વિશ્લેષણ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે બેટરીનું આંતરિક તાપમાન વધે છે. હાલમાં, વાણિજ્યિક લિથિયમ-આયન બેટરીમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સિસ્ટમ LiPF6 નું મિશ્ર કાર્બોનેટ દ્રાવણ છે. આવા દ્રાવકમાં ઉચ્ચ અસ્થિરતા, નીચા ફ્લેશ પોઇન્ટ, અને બાળવામાં ખૂબ જ સરળતા હોય છે.

જ્યારે અથડામણ અથવા વિકૃતતાને કારણે આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ થાય છે, ત્યારે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જનો દર વધુ હોય છે અને ઓવરટેક થાય છે, ત્યારે ઘણી ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે, જેના પરિણામે બેટરીનું તાપમાન વધે છે. ચોક્કસ તાપમાને પહોંચવા પર, વિઘટન પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી બેટરીના થર્મલ સંતુલનનો નાશ કરશે. જ્યારે આ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમીને સમયસર ખાલી કરી શકાતી નથી, ત્યારે તે પ્રતિક્રિયાની પ્રગતિને વધુ તીવ્ર બનાવશે, અને સ્વ-ગરમી બાજુની પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી શરૂ કરશે.

બેટરીનું તાપમાન ઝડપથી વધે છે, એટલે કે, "થર્મલ આઉટ ઓફ કંટ્રોલ", જે આખરે બેટરી બળી જાય છે, અને વિસ્ફોટ પણ ગંભીર રીતે થાય છે. સામાન્ય રીતે, લિથિયમ-આયન બેટરીના થર્મલ આઉટ ઓફ કંટ્રોલનું કારણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટની થર્મલ અસ્થિરતા, તેમજ ઇલેક્ટ્રોલાઇટની થર્મલ અસ્થિરતા અને સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સહઅસ્તિત્વમાં મહત્વપૂર્ણ છે. હાલમાં, મોટા પાયે, સલામતીના હેતુઓ પ્રાપ્ત કરવા માટે આંતરિક તાપમાન, વોલ્ટેજ અને હવાના દબાણને નિયંત્રિત કરવા માટે બાહ્ય સંચાલન અને આંતરિક ડિઝાઇનથી લિથિયમ-આયન બેટરીની સલામતી મહત્વપૂર્ણ છે.

૨ થર્મલ આઉટ-ઓફ-કંટ્રોલ વ્યૂહરચના ઉકેલો ૨. બાહ્ય વ્યવસ્થાપન 1) PTC (ધન તાપમાન ગુણાંક) ઘટક: PTC ઘટકને લિથિયમ આયન બેટરીમાં સ્થાપિત કરો, જે બેટરીની અંદરના દબાણ અને તાપમાનને ધ્યાનમાં લે છે, અને જ્યારે બેટરી ઓવરચાર્જ દ્વારા ગરમ થાય છે, ત્યારે બેટરી 10 ટકા પ્રતિકાર વધે છે જેથી પ્રવાહ મર્યાદિત થાય, અને બેટરીના સ્વચાલિત સુરક્ષા કાર્યને સાકાર કરવા માટે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ધ્રુવો વચ્ચેનો વોલ્ટેજ સુરક્ષિત વોલ્ટેજ સુધી ઘટાડી દેવામાં આવે છે. 2) વિસ્ફોટ-પ્રૂફ વાલ્વ: જ્યારે બેટરી અસામાન્યતાને કારણે ખૂબ મોટી હોય છે, ત્યારે વિસ્ફોટ-પ્રૂફ વાલ્વ વિકૃત થઈ જાય છે, જેને કનેક્ટ કરવા માટે બેટરીની અંદર મૂકવામાં આવશે, ચાર્જિંગ બંધ કરો.

૩) ઇલેક્ટ્રોનિક્સ: ૨ ~ ૪ બેટરી પેક ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ ડિઝાઇન લિથિયમ આયન પ્રોટેક્ટરને સુશોભિત કરી શકે છે, ઓવરચાર્જ અને ઓવર-ડિસ્ચાર્જ અટકાવી શકે છે, સલામતી અકસ્માતો અટકાવી શકે છે, બેટરીનું જીવન વધારી શકે છે. અલબત્ત, આ બાહ્ય નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ ચોક્કસ અસર ધરાવે છે, પરંતુ આ વધારાના ઉપકરણોએ બેટરીની જટિલતા અને ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધારો કર્યો છે, અને તેઓ બેટરી સલામતીની સમસ્યાને સંપૂર્ણપણે હલ કરી શકતા નથી. તેથી, એક આંતરિક સુરક્ષા સુરક્ષા પદ્ધતિ સ્થાપિત કરવી જરૂરી છે.

2.2 લિથિયમ આયન બેટરી તરીકે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટને સુધારવા માટે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટની પ્રકૃતિ સીધી બેટરીનું પ્રદર્શન નક્કી કરે છે, બેટરીની ક્ષમતા, ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી, ચક્ર પ્રદર્શન અને સલામતી પ્રદર્શન મહત્વપૂર્ણ છે. હાલમાં, વાણિજ્યિક લિથિયમ-આયન બેટરી ઇલેક્ટ્રોલિટીક સોલ્યુશન સિસ્ટમ્સ, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી રચના LIPF6, વિનાઇલ કાર્બોનેટ અને રેખીય કાર્બોનેટ છે.

આગળનો ભાગ એક અનિવાર્ય ઘટક છે, અને બેટરી પ્રદર્શનના સંદર્ભમાં તેમના ઉપયોગમાં પણ કેટલીક મર્યાદાઓ છે. તે જ સમયે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં મોટા પ્રમાણમાં ઓછા ઉકળતા, ઓછા ફ્લેશ પોઇન્ટવાળા કાર્બોનેટ દ્રાવકનો ઉપયોગ થાય છે, જે ઓછા તાપમાને હશે. ફ્લેશ, સલામતી માટે મોટો ખતરો છે.

તેથી, ઘણા સંશોધકો ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની સલામતી કામગીરી સુધારવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સિસ્ટમને સુધારવાનો પ્રયાસ કરે છે. એવા કિસ્સામાં જ્યાં બેટરીના મુખ્ય શરીરની સામગ્રી (ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી, ડાયાફ્રેમ સામગ્રી, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સામગ્રી સહિત) ટૂંકા ગાળામાં બદલાતી નથી, ત્યાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સ્થિરતા એ લિથિયમ આયન બેટરીની સલામતી વધારવાનો એક મહત્વપૂર્ણ માર્ગ છે. 2.

૨.૧ કાર્યાત્મક ઉમેરણ કાર્ય ઉમેરણોમાં ઓછી માત્રા, લક્ષિત લક્ષણ હોય છે. એટલે કે, તે ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ફેરફાર કર્યા વિના અથવા નવી બેટરીના ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કર્યા વિના બેટરીના ચોક્કસ મેક્રોસ્કોપિક પ્રદર્શનમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે.

તેથી, આજના લિથિયમ-આયન બેટરીમાં ફંક્શન એડિટિવ્સ એક હોટ સ્પોટ બની ગયા છે, જે હાલમાં લિથિયમ-આયન બેટરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટના સૌથી આશાસ્પદ રોગકારક દ્રાવણ પૈકી એક છે. આ એડિટિવનો મૂળભૂત ઉપયોગ બેટરીનું તાપમાન ખૂબ વધારે થતું અટકાવવાનો છે અને બેટરી વોલ્ટેજ નિયંત્રણ શ્રેણી સુધી મર્યાદિત છે. તેથી, એડિટિવની ડિઝાઇનને તાપમાન અને ચાર્જિંગ સંભવિતતાના દ્રષ્ટિકોણથી પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણ: જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણને કાર્બનિક ફોસ્ફરસ જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણ, નાઇટ્રોજન ધરાવતું સંયોજન જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણ, સિલિકોન-આધારિત જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણ અને સંયુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણમાં પણ વિભાજિત કરી શકાય છે. 5 મહત્વપૂર્ણ શ્રેણીઓ. ઓર્ગેનિક ફોસ્ફોરસ સેલ-ફ્લેમ રિટાડન્ટ: મહત્વપૂર્ણમાં કેટલાક આલ્કિલ ફોસ્ફેટ, આલ્કિલ ફોસ્ફાઇટ, ફ્લોરિનેટેડ ફોસ્ફેટ અને ફોસ્ફેટ નાઇટ્રાઇલ સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે.

હાઇડ્રોજન મુક્ત રેડિકલ, જેને મુક્ત રેડિકલ કેપ્ચર મિકેનિઝમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં દખલ કરતા જ્યોત પ્રતિરોધક અણુઓની સાંકળ પ્રતિક્રિયા માટે જ્યોત પ્રતિરોધક પદ્ધતિ મહત્વપૂર્ણ છે. એડિટિવ ગેસિફિકેશન ડિકમ્પોઝન ફોસ્ફરસ ધરાવતા મુક્ત રેડિકલ મુક્ત કરે છે, મુક્ત રેડિકલની સાંકળ પ્રતિક્રિયાને સમાપ્ત કરવાની ક્ષમતા. ફોસ્ફેટ જ્યોત પ્રતિરોધક: મહત્વપૂર્ણ ફોસ્ફેટ, ટ્રાયથાઈલ ફોસ્ફેટ (TEP), ટ્રિબ્યુટાઈલ ફોસ્ફેટ (TBP), વગેરે.

ફોસ્ફેટ નાઇટ્રાઇલ સંયોજન જેમ કે હેક્સામિથાઇલ ફોસ્ફેઝીન (HMPN), આલ્કિલ ફોસ્ફાઇટ જેમ કે ટ્રાઇમિથાઇલ ફોસ્ફાઇટ (TMPI), ત્રણ - (2,2,2-ટ્રાઇફ્લોરોઇથિલ), ફોસ્ફાઇટ (TT- FP), ફ્લોરિનેટેડ એસિડ એસ્ટર, જેમ કે ત્રણ-(2,2,2-ટ્રાઇફ્લોરોઇથિલ) ફોસ્ફેટ (TFP), ડાય-(2,2,2-ટ્રાઇફ્લોરોઇથિલ)-મિથાઇલ ફોસ્ફેટ (BMP), (2,2,2-ટ્રાઇફ્લોરોઇથિલ) - ડાયથિલ ફોસ્ફેટ (TDP), ફિનાઇલફોસ્ફેટ (DPOF), વગેરે. એક સારું જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણ છે. ફોસ્ફેટમાં સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં મોટી સ્નિગ્ધતા, નબળી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતા હોય છે, અને જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરવાથી ઇલેક્ટ્રોલાઇટની આયનીય વાહકતા અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટની પરિભ્રમણ ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા પર નકારાત્મક અસર પડે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટની રીફ્રેક્ટિવનેસ વધે છે.

તે સામાન્ય રીતે છે: નવા આલ્કિલ જૂથોમાં 1 કાર્બન સામગ્રી; 2 સુગંધિત (ફિનાઇલ) જૂથનો ભાગ અવેજીકૃત આલ્કિલ જૂથ; 3 ચક્રીય રચના ફોસ્ફેટ બનાવે છે. ઓર્ગેનિક હેલોજેનેટેડ મટિરિયલ (હેલોજેનેટેડ સોલવન્ટ): ફ્લૂ ફ્લૂ ફ્લૂ માટે ઓર્ગેનિક હેલોજેનિક ફ્લેમ રિટાડન્ટ મહત્વપૂર્ણ છે. H ને F દ્વારા બદલવામાં આવ્યા પછી, તેના ભૌતિક ગુણધર્મો બદલાયા છે, જેમ કે ગલનબિંદુમાં ઘટાડો, સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડો, રાસાયણિક અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતામાં સુધારો, વગેરે.

કાર્બનિક હેલોજેનિક જ્યોત પ્રતિરોધકમાં ફ્લોરોસાયક્લિક કાર્બોનેટ, ફ્લોરો-ચેઇન કાર્બોનેટ અને આલ્કિલ-પરફ્લુરોડેકેન ઈથર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. OHMI અને અન્ય તુલનાત્મક ફ્લોરોરેથિલ ઈથર, ફ્લોરાઈડ ધરાવતા ફ્લોરાઈડ સંયોજનોએ દર્શાવ્યું કે 33.3% (વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક) 0 નો ઉમેરો.

67 mol / lliclo4 / Ec + DEC + PC (વોલ્યુમ રેશિયો 1:1:1) ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં વધુ ઉચ્ચ ફ્લેશ પોઇન્ટ હોય છે, ઘટાડો ક્ષમતા કાર્બનિક દ્રાવક EC, DEC અને PC કરતા વધારે હોય છે, જે કુદરતી ગ્રેફાઇટની સપાટી પર ઝડપથી SEI ફિલ્મ બનાવી શકે છે, કુલેન કાર્યક્ષમતા અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતાના પ્રથમ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જમાં સુધારો કરે છે. ફ્લોરાઇડ પોતે ઉપર વર્ણવેલ જ્યોત પ્રતિરોધકના મુક્ત રેડિકલ કેપ્ચર ફંક્શનનો ઉપયોગ કરતું નથી, ફક્ત ઉચ્ચ અસ્થિર અને જ્વલનશીલ સહ-દ્રાવકોને પાતળું કરવા માટે, તેથી જ્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ જ્વલનશીલ ન હોય ત્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ફક્ત વોલ્યુમ ગુણોત્તર મોટે ભાગે (70%) હોય છે. સંયુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધક: ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સંયુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકમાં PF સંયોજન અને NP-વર્ગનું સંયોજન હોય છે, પ્રતિનિધિ પદાર્થોમાં મહત્વપૂર્ણ હેક્સામેથિલફોસ્ફોરાઇડ (HMPA), ફ્લોરોફોસ્ફેટ વગેરે હોય છે.

બે જ્યોત પ્રતિરોધક તત્વોના સહિયારા ઉપયોગ દ્વારા જ્યોત પ્રતિરોધક જ્યોત પ્રતિરોધક અસર કરે છે. FEI વગેરે. બે NP જ્યોત પ્રતિરોધક MEEP અને MEE પ્રસ્તાવિત કરે છે, અને તેનું પરમાણુ સૂત્ર આકૃતિ 1 માં દર્શાવેલ છે.

Licf3SO3 / MeEP :PC = 25:75, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ 90% ની જ્વલનશીલતા ઘટાડી શકે છે, અને વાહકતા 2.5 × 10-3S / સેમી સુધી પહોંચી શકે છે. 2) ઓવરચાર્જ્ડ એડિટિવ: જ્યારે લિથિયમ-આયન બેટરી ઓવરચાર્જ થાય છે ત્યારે શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઘટક (મહત્વપૂર્ણ દ્રાવક છે) હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીમાં ઓક્સિડેટીવ વિઘટન પ્રતિક્રિયાઓની સપાટીને ઇન્વર્ફલિંગ કરે છે, ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે અને ગરમીનું પ્રમાણ મુક્ત થાય છે, જેના પરિણામે બેટરીના આંતરિક દબાણમાં વધારો થાય છે અને તાપમાનમાં વધારો થાય છે, અને બેટરીની સલામતી ગંભીર રીતે પ્રભાવિત થાય છે. હેતુ પદ્ધતિથી, ઓવરચૌલ પ્રોટેક્શન એડિટિવ ઓક્સિડેટીવ સ્ટ્રિપિંગ પાવર-પ્રકાર અને બે પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિકલ પોલિમરાઇઝેશન પ્રકાર માટે મહત્વપૂર્ણ છે. ઉમેરણના પ્રકાર પરથી, તેને લિથિયમ હલાઇડ, મેટાલોસીન સંયોજનમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

હાલમાં, રેડોક્સ એન્ટી-ઓવરચાર્ડ એડિટિવ્સ પર ઓવરચેલ્ડ એડિશનલ એડિશનલ એડિશનલ એડાપ્રેઝ (BP) અને સાયક્લોહેક્સિલબેન્ઝીન (CHB) એ સિદ્ધાંત છે જ્યારે ચાર્જિંગ વોલ્ટેજ સામાન્ય કટઓફ વોલ્ટેજ કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે એડિટિવ પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડથી શરૂ થાય છે. ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા, ઓક્સિડેશન ઉત્પાદન નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં ફેલાય છે, અને ઘટાડો પ્રતિક્રિયા થાય છે. હકારાત્મક અને નકારાત્મક ધ્રુવો વચ્ચે ઓક્સિડેશન બંધ થાય છે, વધારાનો ચાર્જ શોષી લે છે.

તેના પ્રતિનિધિ પદાર્થોમાં ફેરોસીન અને તેનું વ્યુત્પન્ન, ફેરિડ 2,2-પાયરીડીન અને 1,10-સંલગ્ન ગ્લેનોલિનનું સંકુલ, થિયોલ વ્યુત્પન્ન હોય છે. પોલિમરાઇઝેશન બ્લોક એન્ટી-ફિલ્ડ એડિટિવ. પ્રતિનિધિ પદાર્થોમાં સાયક્લોહેક્સિલબેન્ઝીન, બાયફિનાઇલ અને અન્ય પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે.

જ્યારે બાયફિનાઇલનો ઉપયોગ પ્રી-ચાર્જ્ડ એડિટિવ તરીકે થાય છે, જ્યારે વોલ્ટેજ 4.5 થી 4.7V સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ઉમેરવામાં આવેલ બાયફિનાઇલ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રીતે પોલિમરાઇઝ્ડ થાય છે, જે પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર વાહક ફિલ્મનો સ્તર બનાવે છે, જે બેટરીના આંતરિક પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે, જેનાથી ચાર્જિંગ કરંટ પ્રોટેક્શન બેટરી મર્યાદિત થાય છે.

૨.૨.૨ આયન પ્રવાહી આયન પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સંપૂર્ણપણે યીન અને કેશનથી બનેલું છે.

આંતર આયનો અથવા કેશનિક વોલ્યુમ નબળા હોવાથી, મધ્યવર્તી નબળું છે, ઇલેક્ટ્રોન વિતરણ અસમાન છે, અને ઓન-સેન્સૂન ઓરડાના તાપમાને મુક્તપણે ફરવા માટે સક્ષમ છે, જે પ્રવાહી છે. તેને ઇમિડાઝોલ, પાયરાઝોલ, પાયરીડીન, ક્વાટર્નરી એમોનિયમ સોલ્ટ વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. લિથિયમ આયન બેટરીના સામાન્ય કાર્બનિક દ્રાવકની તુલનામાં, આયનીય પ્રવાહીના 5 ફાયદા છે: 1 ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતા, 200 ° સે વિઘટન કરી શકતું નથી; 2 બાષ્પ દબાણ લગભગ 0 છે, બેટરી વિશે ચિંતા કરવાની જરૂર નથી; 3 આયનીય પ્રવાહી દહન કરવું સરળ નથી કોઈ કાટ લાગતો નથી; 4 માં ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા છે; 5 રાસાયણિક અથવા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતા સારી છે.

AN અથવા તેના જેવા પદાર્થો PP13TFSI અને 1Mollipf6ec / Dec (1:1) ને ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં બનાવે છે, જે સંપૂર્ણપણે બિન-ઇંધણ અસરો પ્રાપ્ત કરી શકે છે, અને ઇન્ટરફેસ સુસંગતતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરવા માટે આ સિસ્ટમમાં 2 wt% liboB એડિટિવ ઉમેરી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સિસ્ટમમાં આયનની વાહકતા એ એકમાત્ર સમસ્યા છે જેને ઉકેલવાની જરૂર છે. 2.

2.3 લિથિયમ સોલ્ટ હેક્સાફ્લોરોફોસ્ફેટ (LiPF6) ની થર્મલ સ્થિરતા પસંદ કરવી એ કોમોડિટી લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું ઇલેક્ટ્રોલાઇટ લિથિયમ સોલ્ટ છે. જોકે તેની એકલ પ્રકૃતિ શ્રેષ્ઠ નથી, તેનું એકંદર પ્રદર્શન સૌથી ફાયદાકારક છે.

જોકે, LiPF6 નો પણ ગેરફાયદો છે, ઉદાહરણ તરીકે, LiPF6 રાસાયણિક અને થર્મોડાયનેમિકલી અસ્થિર છે, અને પ્રતિક્રિયા થાય છે: LIPF (6S) → LIF (S) + PF (5G), PF5 ઉત્પન્ન થતી પ્રતિક્રિયા ઓક્સિજન અણુમાં કાર્બનિક દ્રાવક પર હુમલો કરવા માટે સરળ છે. લોનલી ટુ ઇલેક્ટ્રોન, જેના પરિણામે ઓપન લૂપ પોલિમરાઇઝેશન અને દ્રાવકના ઈથર બોન્ડ થાય છે, આ પ્રતિક્રિયા ખાસ કરીને ઊંચા તાપમાને ગંભીર હોય છે. ઉચ્ચ તાપમાન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ક્ષાર પરનું વર્તમાન સંશોધન કાર્બનિક લિથિયમ મીઠાના ક્ષેત્રોમાં કેન્દ્રિત છે. બોરોન-આધારિત ક્ષાર, ઇમાઇન-આધારિત લિથિયમ ક્ષાર સાથે પ્રતિનિધિ પદાર્થો મહત્વપૂર્ણ છે.

LIB (C2O4) 2 (liboB) એ તાજેતરના વર્ષોમાં નવું સંશ્લેષિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ મીઠું છે. તેમાં ઘણા ઉત્તમ ગુણધર્મો છે, જે 302 ° સે તાપમાને વિઘટન કરીને, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં સ્થિર SEI ફિલ્મ બનાવી શકે છે. પીસી આધારિત ઇલેક્ટ્રોલિટીક દ્રાવણમાં ગ્રેફાઇટનું પ્રદર્શન સુધારે છે, પરંતુ તેની સ્નિગ્ધતા મોટી છે, SEI ફિલ્મનો અવરોધ રચાય છે [14].

LIN (SO2CF3) 2 (Litfsi) નું વિઘટન તાપમાન 360 ° સે છે, અને સામાન્ય તાપમાને આયન વાહકતા LiPF6 કરતા થોડી ઓછી છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતા સારી છે, અને ઓક્સિડેશન ક્ષમતા લગભગ 5.0V છે, જે સૌથી કાર્બનિક લિથિયમ મીઠું છે, પરંતુ તે અલ બેઝ સેટ પ્રવાહીનું ગંભીર કાટ છે.

૨.૨.૪ પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઘણી કોમોડિટી લિથિયમ આયન બેટરીઓ જ્વલનશીલ અને અસ્થિર કાર્બોનેટ દ્રાવકોનો ઉપયોગ કરે છે, જો લીકેજથી આગ લાગવાની શક્યતા હોય.

આ ખાસ કરીને ઉચ્ચ ક્ષમતા, ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા ધરાવતી શક્તિશાળી લિથિયમ-આયન બેટરી છે. જ્વલનશીલ કાર્બનિક પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સને બદલે અનૈતિક પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, તે લિથિયમ-આયન બેટરીની સલામતીમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે. પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, ખાસ કરીને જેલ-પ્રકારના પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટના સંશોધનમાં ઘણી પ્રગતિ થઈ છે.

હાલમાં, તેનો ઉપયોગ વ્યાપારી લિથિયમ-આયન બેટરીમાં સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવી રહ્યો છે. પોલિમર બોડી વર્ગીકરણ મુજબ, જેલ પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ નીચેની ત્રણ શ્રેણીઓ સાથે મહત્વપૂર્ણ છે: PAN-આધારિત પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, PMMA પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, PVDF-આધારિત પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ. જોકે, જેલ-પ્રકારનું પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વાસ્તવમાં ડ્રાય પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને લિક્વિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટના સમાધાનનું પરિણામ છે, અને જેલ-પ્રકારની પોલિમર બેટરીઓને હજુ ઘણું કામ કરવાનું બાકી છે.

2.3 જ્યારે ચાર્જિંગ સ્ટેટ વોલ્ટેજ 4V થી ઉપર હોય ત્યારે પોઝિટિવ મટીરીયલ એ નક્કી કરી શકે છે કે પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ મટીરીયલ અસ્થિર છે, અને ઓક્સિજનનું વિઘટન કરવા માટે ઊંચા તાપમાને ઓગળેલી ગરમી ઉત્પન્ન કરવી સરળ છે, ઓક્સિજન અને કાર્બનિક દ્રાવકો મોટી માત્રામાં ગરમી અને અન્ય વાયુઓ પર પ્રતિક્રિયા આપતા રહે છે, જે બેટરીની સલામતી ઘટાડે છે [2, 17-19]. તેથી, હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટની પ્રતિક્રિયા ગરમીનું એક મહત્વપૂર્ણ કારણ માનવામાં આવે છે.

સામાન્ય સામગ્રીની વાત કરીએ તો, તેની સલામતીની સામાન્ય પદ્ધતિમાં સુધારો કરવો એ કોટિંગમાં ફેરફાર છે. MgO, A12O3, SiO2, TiO2, ZnO, SnO2, ZrO2, વગેરે સાથે પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીના સપાટી કોટિંગ માટે, ડાઇ +-રીઅર પોઝિટિવ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટની પ્રતિક્રિયા ઘટાડી શકે છે જ્યારે પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડની ક્રોમેટોગ્રાફી ઘટાડે છે, જે પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ પદાર્થના તબક્કા પરિવર્તનને અટકાવે છે.

તેની માળખાકીય સ્થિરતામાં સુધારો કરો, જાળીમાં કેશનના ડિસઓર્ડર પ્રતિકારને ઘટાડો, જેનાથી પરિભ્રમણ પ્રક્રિયાની ગૌણ પ્રતિક્રિયા ઓછી થાય છે. 2.4 કાર્બન સામગ્રી હાલમાં ઓછા ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર, ઉચ્ચ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ પ્લેટફોર્મ, નાના ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ પ્લેટફોર્મ, પ્રમાણમાં ઊંચી થર્મલ સ્થિરતા, પ્રમાણમાં સારી થર્મલ સ્થિતિ, પ્રમાણમાં ઊંચી થર્મોસ્ટેબિલિટી, પ્રમાણમાં ઊંચી થર્મોસ્ટેબિલિટી, પ્રમાણમાં ઊંચી થર્મોસ્ટેબિલિટીનો ઉપયોગ કરે છે.

જેમ કે ઇન્ટરમીડિયેટ ફેઝ કાર્બન માઇક્રોસ્ફિયર્સ (MCMB), અથવા સ્પાઇનલ સ્ટ્રક્ચરનું Li9Ti5o12, જે લેમિનેટેડ ગ્રેફાઇટ [20] ની માળખાકીય સ્થિરતા કરતાં વધુ સારી છે. સપાટીની સારવાર (સપાટીનું ઓક્સિડેશન, સપાટીનું હેલોજનેશન, કાર્બન ક્લેડીંગ, કોટિંગ મેટલ, મેટલ ઓક્સાઇડ, પોલિમર કોટિંગ) અથવા ધાતુ અથવા બિન-ધાતુ ડોપિંગ રજૂ કરવા માટે હાલમાં કાર્બન સામગ્રીના પ્રદર્શનમાં સુધારો કરવાની પદ્ધતિ મહત્વપૂર્ણ છે. 2.

5 હાલમાં વાણિજ્યિક લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વપરાતો ડાયાફ્રેમ હજુ પણ પોલિઓલેફિન સામગ્રી છે, અને તેના મહત્વપૂર્ણ ગેરફાયદા ગરમ છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક પ્રવાહી ઘૂસણખોરી નબળી છે. આ ખામીઓને દૂર કરવા માટે, સંશોધકોએ ઘણી રીતો અજમાવી છે, જેમ કે થર્મલ સ્ટેબિલિટી મટિરિયલ્સ શોધવા, અથવા થોડી માત્રામાં Al2O3 અથવા SiO2 નેનોપાઉડિયા ઉમેરવા, જેમાં ફક્ત સામાન્ય ડાયાફ્રેમ જ નથી, પરંતુ પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ મટિરિયલની થર્મલ સ્ટેબિલિટી પણ છે. વાપરવુ.

MIAO અને અન્ય, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સ્પિનિંગ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરાયેલ પોલિમાઇડ નેનો નોનવોવન ફેબ્રિકેશન. DR અને TGA જેવા લાક્ષણિકતા માધ્યમો દર્શાવે છે કે તે માત્ર 500 ° સે તાપમાને થર્મલ સ્થિરતા જાળવી શકતું નથી, પરંતુ CELGARD ડાયાફ્રેમની તુલનામાં વધુ સારી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઘૂસણખોરી પણ ધરાવે છે. WANG અને અન્ય લોકોએ AL2O3-PVDF નેનોસ્કોપિક માઇક્રોપોરસ મેમ્બ્રેન તૈયાર કર્યું, જે સારા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગુણધર્મો અને થર્મલ સ્થિરતા દર્શાવે છે, જે લિથિયમ-આયન બેટરી વિભાજકોના ઉપયોગને સંતોષકારક બનાવે છે.

૩ સારાંશ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો અને ઉર્જા સંગ્રહ માટે લિથિયમ-આયન બેટરીની રાહ જુઓ, જે નાના ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો કરતા ઘણી મોટી છે, અને ઉપયોગનું વાતાવરણ વધુ જટિલ છે. સારાંશમાં, આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે તેની સુરક્ષા સમસ્યાનું નિરાકરણ હજુ ઘણું દૂર છે, અને તે વર્તમાન તકનીકી અવરોધ બની ગઈ છે. ત્યારબાદનું કાર્ય અસામાન્ય કામગીરી પછી બેટરીમાં થતી થર્મલ અસર પર ઊંડાણપૂર્વક ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ, અને લિથિયમ આયન બેટરીના સલામતી પ્રદર્શનને સુધારવા માટે અસરકારક માર્ગ શોધવો જોઈએ.

હાલમાં, સલામતી-પ્રકારની લિથિયમ-આયન બેટરી વિકસાવવા માટે ફ્લોરિન ધરાવતા દ્રાવક અને જ્યોત પ્રતિરોધક ઉમેરણોનો ઉપયોગ એક મહત્વપૂર્ણ દિશા છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કામગીરી અને ઉચ્ચ તાપમાન સલામતીને કેવી રીતે સંતુલિત કરવી તે ભવિષ્યના સંશોધનનું કેન્દ્રબિંદુ રહેશે. ઉદાહરણ તરીકે, એક ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સંયુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધક સંકલિત સંકલિત સમૂહ P, N, F, અને CL વિકસાવવામાં આવે છે, અને ઉચ્ચ ઉત્કલન બિંદુ, ઉચ્ચ ફ્લેશ બિંદુ ધરાવતું કાર્બનિક દ્રાવક વિકસાવવામાં આવે છે, અને ઉચ્ચ સલામતી પ્રદર્શન ધરાવતું ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક દ્રાવણ ઉત્પન્ન થાય છે.

સંયુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો, ડ્યુઅલ ફંક્શન ઉમેરણો પણ ભવિષ્યના વિકાસ વલણો બનશે. લિથિયમ આયન બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી અંગે, સામગ્રીના સપાટીના રાસાયણિક ગુણધર્મો અલગ છે, ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ સંભવિતતા પર ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની સંવેદનશીલતાની ડિગ્રી અસંગત છે, અને બધી બેટરી માળખાકીય ડિઝાઇનમાં એક અથવા મર્યાદિત અનેક ઇલેક્ટ્રોડ / ઇલેક્ટ્રોલાઇટ / ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરવો અશક્ય છે. તેથી, ભવિષ્યમાં, આપણે ચોક્કસ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી માટે અલગ અલગ બેટરી સિસ્ટમો વિકસાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ.

તે જ સમયે, તે ઉચ્ચ સુરક્ષા સાથે પોલિમર લિથિયમ-આયન બેટરી સિસ્ટમ અથવા સિંગલ કેશન વાહક અને ઝડપી આયન પરિવહન અને ઉચ્ચ થર્મોસ્ટેબિલિટી ધરાવતી અકાર્બનિક ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો વિકાસ પણ કરી રહ્યું છે. વધુમાં, આયનીય પ્રવાહી કામગીરીમાં સુધારો કરવો, સરળ અને સસ્તી કૃત્રિમ પ્રણાલીઓ વિકસાવવી એ પણ ભવિષ્યના સંશોધનનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે.