მიღწევები კვლევაში დამტენი ლითიუმის ბატარეის თერმული დაკარგვის შესახებ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

რეზიუმე: უახლესი მიღწევებისა და განვითარების პერსპექტივების შეჯამება მაღალი უსაფრთხოების ლითიუმ-იონური ბატარეების კვლევისთვის. ელექტროლიტების და ელექტროდების მაღალი ტემპერატურის მდგრადობიდან გამომდინარე, ლითიუმ-იონური ბატარეების თერმული არასტაბილურობის მიზეზები და მათი მექანიზმები განმარტავს, რომ არსებული კომერციული ლითიუმ-იონური ბატარეის სისტემა არაადეკვატურია მაღალ ტემპერატურაზე, გვთავაზობს მაღალი ტემპერატურის ელექტროლიტების განვითარებას, პოზიტიურ და უარყოფით მოდიფიკაციას და ბატარეის გარე მართვას და ა.შ. მაღალი უსაფრთხოების ლითიუმ-იონური ბატარეების შესაქმნელად.

უსაფრთხოების ლითიუმ-იონური ბატარეების განვითარების ტექნიკური პერსპექტივის განვითარების პერსპექტივა. 0 შესავალი ლითიუმის იონური ბატარეები ხდება ახალი ტიპის ენერგიის ტიპიური წარმომადგენელი მისი დაბალი ღირებულების, მაღალი წარმადობის, მაღალი სიმძლავრის და მწვანე გარემოს გამო, რომელიც ფართოდ გამოიყენება 3C ციფრულ პროდუქტებში, მობილურ ელექტროსა და ელექტრო ინსტრუმენტებში. ბოლო წლებში, გარემოს დაბინძურების გაძლიერებისა და ეროვნული პოლიტიკის მითითებების გამო, ელექტრომობილებზე დაფუძნებულმა ელექტრომობილების ბაზარმა გაზარდა მოთხოვნა ლითიუმ-იონურ ბატარეებზე, მაღალი სიმძლავრის ლითიუმ-იონური ბატარეის სისტემების განვითარების პროცესში, ბატარეის უსაფრთხოების საკითხებმა დიდი ყურადღება მიიპყრო.

ბატარეის სისტემის ტემპერატურის ცვლილება განისაზღვრება სითბოს გაჩენით და განაწილებული ორი ფაქტორით. ლითიუმ-იონური ბატარეის სითბოს წარმოქმნა მნიშვნელოვანია თერმული დაშლისა და ბატარეის მასალას შორის რეაქციით. შეამცირეთ ბატარეის სისტემის სითბო და გააუმჯობესეთ ანტი-მაღალი ტემპერატურის მუშაობის სისტემა, ბატარეის სისტემა უსაფრთხოა.

და პატარა პორტატული აღჭურვილობა, როგორიცაა მობილური ტელეფონები, ლეპტოპის ბატარეის სიმძლავრე ჩვეულებრივ 2AH-ზე ნაკლებია, ხოლო ელექტრო მანქანებში გამოყენებული ლითიუმ-იონური ბატარეის სიმძლავრე ძირითადად 10 სთ-ზე მეტია, ნორმალური მუშაობისას ადგილობრივი ტემპერატურა ხშირად 55 °C-ზე მაღალია, ხოლო შიდა ტემპერატურა 300 °C-ს მიაღწევს. რეაქციები, რომლებიც საბოლოოდ იწვევს თერმორეგულაციას და ბატარეის წვას ან აფეთქებას [3]. საკუთარი ქიმიური რეაგირების ფაქტორების გარდა, ზოგიერთ ადამიანს აქვს მოკლე ჩართვა, რომელიც გამოწვეულია გადახურებით, გადალახვით და მექანიკური ზემოქმედებით, ზოგიერთმა ხელოვნურმა ფაქტორმა ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ლითიუმ-იონური ბატარეის გაჩენა უსაფრთხოების ავარიების გამო. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია ლითიუმ-იონური ბატარეების მაღალი ტემპერატურის მუშაობის შესწავლა და გაუმჯობესება.

1 თერმული კონტროლიდან გამოსული მიზეზი ლითიუმ-იონური ბატარეის კონტროლის გარეშე თერმული ანალიზი მნიშვნელოვანია, რადგან ბატარეის შიდა ტემპერატურა იზრდება. ამჟამად, ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ელექტროლიტური სისტემა კომერციულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებში არის LiPF6-ის შერეული კარბონატული ხსნარი. ასეთ გამხსნელს აქვს მაღალი ცვალებადობა, დაბალი აალების წერტილი, ძალიან ადვილად იწვის.

როდესაც შიდა მოკლე ჩართვა გამოწვეულია შეჯახებით ან დეფორმირებული, დიდი სიჩქარით დამუხტვა და განმუხტვა და გასწრება, იქნება ბევრი სითბო, რაც გამოიწვევს ბატარეის ტემპერატურის აწევას. გარკვეული ტემპერატურის მიღწევისას, დაშლის რეაქციების სერია გამოიწვევს ბატარეის თერმული ბალანსის განადგურებას. როდესაც ამ ქიმიური რეაქციების შედეგად გამოთავისუფლებული სითბოს დროულად ევაკუაცია შეუძლებელია, ეს გააძლიერებს რეაქციის პროგრესირებას და გამოიწვევს თვითგაცხელების გვერდითი რეაქციების სერიას.

ბატარეის ტემპერატურა მკვეთრად იმატებს, ანუ „თერმული უკონტროლოა“, საბოლოოდ იწვევს ბატარეის დაწვას და სერიოზულად ხდება აფეთქებაც კი. ზოგადად, ლითიუმ-იონური ბატარეის თერმული კონტროლიდან გამოსვლის მიზეზი მნიშვნელოვანია ელექტროლიტის თერმული არასტაბილურობაში, ასევე ელექტროლიტის თერმული არასტაბილურობისა და დადებითი და უარყოფითი ელექტროდების თანაარსებობაში. ამჟამად, დიდი ასპექტიდან, ლითიუმ-იონური ბატარეების უსაფრთხოება მნიშვნელოვანია გარე მენეჯმენტიდან და შიდა დიზაინიდან, შიდა ტემპერატურის, ძაბვის და ჰაერის წნევის კონტროლისთვის უსაფრთხოების მიზნების მისაღწევად.

2 თერმული კონტროლის გარეშე სტრატეგიის გადაჭრა 2. გარე მენეჯმენტი 1) PTC (დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი) კომპონენტი: დააინსტალირეთ PTC კომპონენტი ლითიუმის იონურ ბატარეაში, რომელიც ითვალისწინებს წნევას და ტემპერატურას ბატარეის შიგნით, და როდესაც ბატარეა თბება ზედმეტი დატენვით, ბატარეა არის 10. წინააღმდეგობა იზრდება დენის შესაზღუდად და ძაბვა პოზიტიურ და უარყოფით პოლუსებს შორის მცირდება უსაფრთხო ავტომატურ ძაბვამდე ბატარეის ფუნქციის შესასრულებლად. 2) აფეთქებაგაუმტარი სარქველი: როდესაც ბატარეა ძალიან დიდია არანორმალურის გამო, აფეთქება-გამტარი სარქველი დეფორმირებულია, რომელიც მოთავსდება შესაერთებელი ბატარეის შიგნით, შეწყვიტე დატენვა.

3) ელექტრონიკა: 2 ~ 4 ბატარეის პაკეტს შეუძლია გააუმჯობესოს ელექტრონული წრედის დიზაინის ლითიუმის იონური დამცავი, თავიდან აიცილოს გადატვირთვა და გადატვირთვა, თავიდან აიცილოს უსაფრთხოების ავარიები, გაახანგრძლივოს ბატარეის ხანგრძლივობა. რა თქმა უნდა, ამ გარე კონტროლის მეთოდებს აქვთ გარკვეული ეფექტი, მაგრამ ამ დამატებითმა მოწყობილობებმა დაამატეს ბატარეის სირთულე და წარმოების ღირებულება და მათ სრულად ვერ გადაჭრიან ბატარეის უსაფრთხოების პრობლემა. ამიტომ აუცილებელია უსაფრთხოების შინაგანი დაცვის მექანიზმის ჩამოყალიბება.

2.2 ელექტროლიტური ელექტროლიტის ელექტროლიტის, როგორც ლითიუმის იონური ბატარეის გაუმჯობესება, ელექტროლიტის ბუნება პირდაპირ განსაზღვრავს ბატარეის მუშაობას, მნიშვნელოვანია ბატარეის სიმძლავრე, სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონი, ციკლის შესრულება და უსაფრთხოების შესრულება. ამჟამად, კომერციული ლითიუმ-იონური ბატარეის ელექტროლიტური ხსნარის სისტემები, ყველაზე ფართოდ გამოყენებული შემადგენლობაა LIPF6, ვინილის კარბონატი და ხაზოვანი კარბონატი.

წინა ნაწილი შეუცვლელი ინგრედიენტია და მათ გამოყენებას ასევე აქვს გარკვეული შეზღუდვები ბატარეის მუშაობის თვალსაზრისით. ამავდროულად, ელექტროლიტში გამოყენებულია კარბონატული გამხსნელის დაბალი დუღილის, დაბალი აალების წერტილის დიდი რაოდენობა, რომელიც იქნება დაბალ ტემპერატურაზე. Flash, არის დიდი უსაფრთხოების საფრთხე.

ამიტომ, ბევრი მკვლევარი ცდილობს გააუმჯობესოს ელექტროლიტური სისტემა ელექტროლიტების უსაფრთხოების მუშაობის გასაუმჯობესებლად. იმ შემთხვევაში, როდესაც ბატარეის ძირითადი კორპუსის მასალა (ელექტროდის მასალის ჩათვლით, დიაფრაგმის მასალა, ელექტროლიტური მასალა) არ იცვლება მოკლე დროში, ელექტროლიტის სტაბილურობა მნიშვნელოვანი გზაა ლითიუმ-იონური ბატარეების უსაფრთხოების გასაძლიერებლად. 2.

2.1 ფუნქციური დანამატის ფუნქციის დანამატებს აქვთ ნაკლები დოზა, მიზნობრივი ფუნქცია. ანუ, მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ბატარეის გარკვეული მაკროსკოპული მოქმედება წარმოების პროცესის შეცვლის გარეშე, ბატარეის ახალი ხარჯების შეცვლის ან არსებითად არარსებობის გარეშე.

ამრიგად, ფუნქციური დანამატები გახდა ცხელი წერტილი დღევანდელ ლითიუმ-იონურ ბატარეაში, რომელიც არის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული გზა, რომელიც ამჟამად არის ლითიუმ-იონური ბატარეის ელექტროლიტის ყველაზე პერსპექტიული პათოგენური ხსნარი. დანამატის ძირითადი გამოყენება არის ბატარეის ტემპერატურის ზედმეტად მაღალი პრევენცია და ბატარეის ძაბვა შემოიფარგლება კონტროლის დიაპაზონით. აქედან გამომდინარე, დანამატის დიზაინი ასევე განიხილება ტემპერატურისა და დატენვის პოტენციალის თვალსაზრისით.

ცეცხლგამძლე დანამატი: ცეცხლგამძლე დანამატი ასევე შეიძლება დაიყოს ორგანულ ფოსფორის ცეცხლგამძლე დანამატებად, აზოტის შემცველ ნაერთად ცეცხლგამძლე დანამატად, სილიკონზე დაფუძნებულ ცეცხლგამძლე დანამატად და კომპოზიტურ ცეცხლგამძლე დანამატად. 5 მნიშვნელოვანი კატეგორია. ორგანული ფოსფორის უჯრედების აალების შემნელებელი: მნიშვნელოვანი მოიცავს ალკილის ფოსფატის, ალკილის ფოსფიტის, ფტორირებული ფოსფატის და ფოსფატის ნიტრილის ნაერთებს.

ცეცხლგამძლე მექანიზმი მნიშვნელოვანია ცეცხლგამძლე მოლეკულების ჯაჭვური რეაქციისთვის, რომლებიც ერევიან წყალბადის თავისუფალ რადიკალებს, ასევე ცნობილია როგორც თავისუფალი რადიკალების დაჭერის მექანიზმი. დანამატის გაზიფიკაციის დაშლა ათავისუფლებს ფოსფორის შემცველ თავისუფალ რადიკალებს, თავისუფალი რადიკალების უნარს შეწყვიტოს ჯაჭვური რეაქცია. ფოსფატის ცეცხლგამძლე: მნიშვნელოვანი ფოსფატი, ტრიეთილის ფოსფატი (TEP), ტრიბუტილ ფოსფატი (TBP) და ა.შ.

ფოსფატი ნიტრილის ნაერთი, როგორიცაა ჰექსამეთილ ფოსფაზენი (HMPN), ალკილ ფოსფიტი, როგორიცაა ტრიმეთილფოსფიტი (TMPI), სამი - (2,2,2-ტრიფტორეთილი), ფოსფიტი (TT-FP), ფტორირებული მჟავის ესტერი, როგორიცაა სამი-(2,2,2-TFP), ფტორფოტე დი-(2,2,2-ტრიფტორეთილ)-მეთილფოსფატი (BMP) , (2,2,2-ტრიფტორეთილ) - დიეთილის ფოსფატი (TDP), ფენილფოსფატი (DPOF) და ა.შ. არის კარგი ცეცხლგამძლე დანამატი. ფოსფატს, როგორც წესი, აქვს შედარებით დიდი სიბლანტე, ცუდი ელექტროქიმიური მდგრადობა და ცეცხლგამტარის დამატება ასევე უარყოფითად მოქმედებს ელექტროლიტის იონურ გამტარობაზე და ელექტროლიტის ცირკულაციის შექცევადობაზე, ხოლო ელექტროლიტის რეფრაქციულობის გაზრდაზე.

ეს არის ზოგადად: 1 ნახშირბადის შემცველობა ახალი ალკილის ჯგუფებში; 2 არომატული (ფენილის) ჯგუფის ნაწილის შემცვლელი ალკილის ჯგუფი; 3 ქმნიან ციკლურ სტრუქტურას ფოსფატს. ორგანული ჰალოგენირებული მასალა (ჰალოგენირებული გამხსნელი): ორგანული ჰალოგენური ცეცხლგამძლე ნივთიერება მნიშვნელოვანია გრიპის გრიპის დროს. მას შემდეგ, რაც H შეიცვალა F-ით, შეიცვალა მისი ფიზიკური თვისებები, როგორიცაა დნობის წერტილის დაქვეითება, სიბლანტის დაქვეითება, ქიმიური და ელექტროქიმიური სტაბილურობის გაუმჯობესება და ა.შ.

ორგანული ჰალოგენური ცეცხლგამძლე ნივთიერება მნიშვნელოვანია, რომ შეიცავდეს ფტორციკლურ კარბონატებს, ფტორ-ჯაჭვის კარბონატებს და ალკილ-პერფტოროდეკანის ეთერს და ა.შ. OHMI და სხვა შედარებითი ფტორორეთილის ეთერი, ფტორის შემცველი ფტორიდის ნაერთები აჩვენა, რომ დამატებით 33.3% (მოცულობითი ფრაქცია) 0.

67 mol / lliclo4 / Ec + DEC + PC (მოცულობის თანაფარდობა 1: 1: 1) ელექტროლიტს აქვს უფრო მაღალი აალების წერტილი, შემცირების პოტენციალი უფრო მაღალია, ვიდრე ორგანული გამხსნელი EC, DEC და PC, რომელსაც შეუძლია სწრაფად შექმნას SEI ფილმი ბუნებრივი გრაფიტის ზედაპირზე, გააუმჯობესოს პირველი დამუხტვა და გამონადენი და კულენის გამონადენი. თავისთავად ფტორს არ აქვს ზემოთ აღწერილი ცეცხლგამძლე რადიკალების დაჭერის ფუნქცია, მხოლოდ მაღალი აქროლადი და აალებადი თანაგამხსნელების განზავებისთვის, ამიტომ ელექტროლიტში მხოლოდ მოცულობის თანაფარდობაა ძირითადად (70%), როდესაც ელექტროლიტი არ არის აალებადი. კომპოზიტური ცეცხლგამძლე: ელექტროლიტში გამოყენებული კომპოზიტური ცეცხლგამძლე საშუალება აქვს PF ნაერთს და NP კლასის ნაერთს, წარმომადგენლობით ნივთიერებებს აქვთ მნიშვნელოვანი ჰექსამეთილფოსფორიდი (HMPA), ფტორფოსფატი და ა.შ.

ცეცხლგამძლე ავლენს ცეცხლგამძლე ეფექტს ორი ცეცხლგამძლე ელემენტის სინერგიული გამოყენებით. FEI და სხვ. გვთავაზობს ორ NP ცეცხლგამძლე MEEP და MEE და მისი მოლეკულური ფორმულა ნაჩვენებია სურათზე 1.

Licf3SO3 / MeEP :PC = 25:75, ელექტროლიტს შეუძლია შეამციროს აალებადი 90%, ხოლო გამტარობა შეიძლება მიაღწიოს 2.5 × 10-3S / სმ. 2) ზედმეტად დამუხტული დანამატი: ლითიუმ-იონური ბატარეის გადატვირთვისას ხდება რეაქციების სერია.

ელექტროლიტური კომპონენტი (მნიშვნელოვანია გამხსნელი) არღვევს ოქსიდაციური დაშლის რეაქციების ზედაპირს დადებითი ელექტროდის ზედაპირზე, წარმოიქმნება გაზი და გამოიყოფა სითბოს რაოდენობა, რის შედეგადაც იზრდება ბატარეის შიდა წნევა და ტემპერატურა იზრდება და ბატარეის უსაფრთხოება სერიოზულად ზიანდება. დანიშნულების მექანიზმიდან გამომდინარე, გადახურვისგან დამცავი დანამატი მნიშვნელოვანია ჟანგვითი ამოღების სიმძლავრის ტიპისა და ელექტრული პოლიმერიზაციის ორი ტიპისთვის. დანამატის ტიპებიდან შეიძლება დაიყოს ლითიუმის ჰალოგენად, მეტალოცენის ნაერთად.

ამჟამად, ზედმეტი დამატებითი დამატებითი ადაპრაზა (BP) და ციკლოჰექსილბენზოლი (CHB) რედოქსის საწინააღმდეგო დანამატებზე არის პრინციპი, როდესაც დამუხტვის ძაბვა აღემატება ნორმალურ გამორთვის ძაბვას, დანამატი იწყება დადებითი ელექტროდიდან. ჟანგვის რეაქცია, ჟანგვის პროდუქტი დიფუზირდება უარყოფით ელექტროდზე და ხდება შემცირების რეაქცია. ოქსიდაცია დახურულია დადებით და უარყოფით პოლუსებს შორის, შთანთქავს ზედმეტ მუხტს.

მის წარმომადგენლობით ნივთიერებებს აქვს ფეროცენი და მისი წარმოებული, ფერიდ 2,2-პირიდინი და 1,10-მიმდებარე გლენოლინის კომპლექსი, თიოლის წარმოებული. პოლიმერიზაციის ბლოკის შევსების საწინააღმდეგო დანამატი. წარმომადგენლობითი ნივთიერებები მოიცავს ციკლოჰექსილბენზოლს, ბიფენილს და სხვა ნივთიერებებს.

როდესაც ბიფენილი გამოიყენება წინასწარ დამუხტულ დანამატად, როდესაც ძაბვა აღწევს 4,5-დან 4,7 ვ-მდე, დამატებული ბიფენილი ელექტროქიმიურად პოლიმერიზდება, ქმნის გამტარ ფირის ფენას დადებითი ელექტროდის ზედაპირზე, ზრდის ბატარეის შიდა წინააღმდეგობას, რითაც ზღუდავს დამუხტვის დენის დამცავ ბატარეას.

2.2.2 იონური თხევადი იონური თხევადი ელექტროლიტი მთლიანად შედგება იინისა და კატიონისგან.

ვინაიდან შუა იონები ან კათიონური მოცულობები სუსტია, შუალედური სუსტია, ელექტრონების განაწილება არათანაბარია და ოან-ცენსონი შეიძლება თავისუფლად გადაადგილდეს ოთახის ტემპერატურაზე, რომელიც თხევადია. ის შეიძლება დაიყოს იმიდაზოლად, პირაზოლად, პირიდინად, მეოთხეული ამონიუმის მარილად და ა.შ. ლითიუმის იონური ბატარეების ჩვეულებრივ ორგანულ გამხსნელთან შედარებით, იონურ სითხეებს აქვთ 5 უპირატესობა: 1 მაღალი თერმული სტაბილურობა, 200 ° C არ იშლება; 2 ორთქლის წნევა თითქმის 0-ია, არ უნდა ინერვიულოთ ბატარეაზე; 3 იონური სითხე ადვილი არ არის წვება არ არის კოროზიულობა; 4 აქვს მაღალი ელექტრული გამტარობა; 5 ქიმიური ან ელექტროქიმიური სტაბილურობა კარგია.

AN ან მსგავსი აყალიბებს PP13TFSI და 1Mollipf6ec / Dec (1: 1) ელექტროლიტად, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს სრულიად არასაწვავის ეფექტებს და დაამატოს 2 wt% liboB დანამატი ამ სისტემაში ინტერფეისის თავსებადობის მნიშვნელოვნად გასაუმჯობესებლად. ერთადერთი პრობლემა, რომელიც უნდა გადაიჭრას, არის იონის გამტარობა ელექტროლიტურ სისტემაში. 2.

2.3 ლითიუმის მარილის ჰექსაფტოროფოსფატი (LiPF6) თერმული სტაბილურობის შერჩევა არის ფართოდ გამოყენებული ელექტროლიტური ლითიუმის მარილი სასაქონლო ლითიუმ-იონურ ბატარეაში. მიუხედავად იმისა, რომ მისი ერთჯერადი ბუნება არ არის ოპტიმალური, მისი საერთო შესრულება ყველაზე ხელსაყრელია.

თუმცა, LiPF6-საც აქვს თავისი მინუსი, მაგალითად, LiPF6 არის ქიმიური და თერმოდინამიკურად არასტაბილური და რეაქცია ხდება: LIPF (6S) → LIF (S) + PF (5G), წარმოქმნილი რეაქცია PF5 ადვილად ეტევა ორგანულ გამხსნელს ჟანგბადის ატომში. განსაკუთრებით სერიოზულია მაღალ ტემპერატურაზე. მაღალი ტემპერატურის ელექტროლიტური მარილების მიმდინარე კვლევა კონცენტრირებულია ორგანული ლითიუმის მარილის ველებში. წარმომადგენლობითი ნივთიერებები მნიშვნელოვანია ბორის მარილებით, იმინის დაფუძნებული ლითიუმის მარილებით.

LIB (C2O4) 2 (liboB) არის ბოლო წლებში ახლად სინთეზირებული ელექტროლიტური მარილი. მას აქვს მრავალი შესანიშნავი თვისება, იშლება ტემპერატურა 302 ° C, შეუძლია შექმნას სტაბილური SEI ფილმი უარყოფით ელექტროდში. გააუმჯობესეთ გრაფიტის მოქმედება PC-ზე დაფუძნებულ ელექტროლიტურ ხსნარში, მაგრამ მისი სიბლანტე დიდია, ჩამოყალიბებულია SEI ფილმის წინაღობა [14].

LIN (SO2CF3) 2 (Litfsi) დაშლის ტემპერატურაა 360 ° C, ხოლო იონის გამტარობა ნორმალურ ტემპერატურაზე ოდნავ დაბალია ვიდრე LiPF6. ელექტროქიმიური მდგრადობა კარგია და დაჟანგვის პოტენციალი არის დაახლოებით 5.0 ვ, რაც ყველაზე ორგანული ლითიუმის მარილია, მაგრამ სერიოზული კოროზიია Al ბაზის კომპლექტის სითხეში.

2.2.4 პოლიმერული ელექტროლიტი ბევრი სასაქონლო ლითიუმ-იონური ბატარეა იყენებს აალებადი და აქროლად კარბონატულ გამხსნელებს, თუ გაჟონვამ შესაძლოა გამოიწვიოს ხანძარი.

ეს არის განსაკუთრებით ძლიერი ლითიუმ-იონური ბატარეა მაღალი ტევადობის, მაღალი ენერგიის სიმკვრივით. აალებადი ორგანული თხევადი ელექტროლიტების ნაცვლად არაკეთილსინდისიერი პოლიმერული ელექტროლიტების გამოყენების ნაცვლად, მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ლითიუმ-იონური ბატარეების უსაფრთხოება. პოლიმერული ელექტროლიტების, განსაკუთრებით გელის ტიპის პოლიმერული ელექტროლიტების კვლევამ დიდი პროგრესი განიცადა.

ამჟამად იგი წარმატებით გამოიყენება კომერციულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებში. პოლიმერული სხეულის კლასიფიკაციის მიხედვით, გელის პოლიმერული ელექტროლიტი მნიშვნელოვანია შემდეგი სამი კატეგორიისთვის: PAN-ზე დაფუძნებული პოლიმერული ელექტროლიტი, PMMA პოლიმერული ელექტროლიტი, PVDF-ზე დაფუძნებული პოლიმერული ელექტროლიტი. თუმცა, გელის ტიპის პოლიმერული ელექტროლიტი რეალურად არის მშრალი პოლიმერული ელექტროლიტის და თხევადი ელექტროლიტის კომპრომისის შედეგი, ხოლო გელის ტიპის პოლიმერულ ბატარეებს ჯერ კიდევ ბევრი სამუშაო აქვთ გასაკეთებელი.

2.3 დადებით მასალას შეუძლია დაადგინოს, რომ დადებითი ელექტროდის მასალა არასტაბილურია, როდესაც დამუხტვის მდგომარეობის ძაბვა 4 ვ-ზე მეტია, და ადვილად წარმოქმნის მაღალ ტემპერატურაზე გახსნილი სითბოს ჟანგბადის დაშლას, ჟანგბადს და ორგანულ გამხსნელებს აგრძელებენ რეაგირებას დიდი რაოდენობით სითბოზე და სხვა გაზებზე, ამცირებს ბატარეის უსაფრთხოებას [2, 17-19]. ამიტომ დადებითი ელექტროდისა და ელექტროლიტის რეაქცია სითბოს მნიშვნელოვან მიზეზად ითვლება.

რაც შეეხება ნორმალურ მასალას, გააუმჯობესეთ მისი უსაფრთხოების საერთო მეთოდი საფარის მოდიფიკაცია. დადებითი ელექტროდის მასალის ზედაპირის დაფარვისთვის MgO, A12O3, SiO2, TiO2, ZnO, SnO2, ZrO2 და ა.შ., შეუძლია შეამციროს Die +-უკანა დადებითი და ელექტროლიტის რეაქცია, ხოლო დადებითი ელექტროდის ქრომატოგრაფია შემცირდეს, რაც აფერხებს დადებითი ელექტროდის ნივთიერების ფაზურ ცვლილებას.

აუმჯობესებს მის სტრუქტურულ მდგრადობას, ამცირებს კათიონის არეულობის წინააღმდეგობას გისოსებში, რითაც ამცირებს ცირკულაციის პროცესის მეორად რეაქციას. 2.4 ნახშირბადის მასალა ამჟამად იყენებს დაბალი სპეციფიური ზედაპირის ფართობს, უფრო მაღალ დატენვისა და განმუხტვის პლატფორმას, მცირე დამუხტვისა და განმუხტვის პლატფორმას, შედარებით მაღალ თერმულ მდგრადობას, შედარებით კარგ თერმულ მდგომარეობას, შედარებით მაღალ თერმდგრადობას, შედარებით მაღალ თერმდგრადობას, შედარებით მაღალ თერმდგრადობას.

როგორიცაა შუალედური ფაზის ნახშირბადის მიკროსფეროები (MCMB), ან სპინელის სტრუქტურის Li9Ti5o12, რაც უკეთესია ლამინირებული გრაფიტის სტრუქტურულ სტაბილურობაზე [20]. ამჟამად ნახშირბადის მასალის მუშაობის გაუმჯობესების მეთოდი მნიშვნელოვანია ზედაპირის დამუშავებისთვის (ზედაპირის დაჟანგვა, ზედაპირის ჰალოგენაცია, ნახშირბადის მოპირკეთება, საფარი ლითონის, ლითონის ოქსიდი, პოლიმერული საფარი) ან ლითონის ან არალითონური დოპინგის დანერგვისთვის. 2.

5 დიაფრაგმა, რომელიც ამჟამად გამოიყენება კომერციულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებში, ჯერ კიდევ პოლიოლეფინის მასალაა და მისი მნიშვნელოვანი მინუსი არის ცხელი და ელექტროლიტური სითხის დაბალი ინფილტრაცია. ამ დეფექტების დასაძლევად მკვლევარებმა სცადეს მრავალი გზა, როგორიცაა თერმული სტაბილურობის მასალების მოძიება, ან მცირე რაოდენობით Al2O3 ან SiO2 ნანოპოდიის დამატება, რომელსაც არა მხოლოდ აქვს საერთო დიაფრაგმა, არამედ აქვს დადებითი ელექტროდის მასალის თერმული სტაბილურობა. გამოყენება.

MIAO და სხვები, პოლიიმიდური ნანო არაქსოვილი ფაბრიკაცია მომზადებული ელექტროსტატიკური სპინინგის მეთოდით. DR და TGA მსგავსი დახასიათების საშუალებები აჩვენებს, რომ მას შეუძლია არა მხოლოდ შეინარჩუნოს თერმული სტაბილურობა 500 ° C ტემპერატურაზე, არამედ აქვს ელექტროლიტების უკეთესი ინფილტრაცია CELGARD დიაფრაგმთან შედარებით. WANG-მა და სხვებმა მოამზადეს AL2O3-PVDF ნანოსკოპული მიკროფოროვანი მემბრანა, რომელიც ავლენს კარგ ელექტროქიმიურ თვისებებს და თერმული სტაბილურობას, რაც აკმაყოფილებს ლითიუმ-იონური ბატარეების გამყოფების გამოყენებას.

3 შეაჯამეთ და მოუთმენლად ველით ლითიუმ-იონურ ბატარეებს ელექტრო მანქანებისთვის და ენერგიის შესანახად, რომელიც ბევრად აღემატება მცირე ელექტრონულ აღჭურვილობას და გამოყენების გარემო უფრო რთული. მოკლედ, ჩვენ ვხედავთ, რომ მისი უსაფრთხოება შორს არის მოგვარებისგან და გახდა ამჟამინდელი ტექნიკური დაბრკოლება. შემდგომი სამუშაო უნდა იყოს სიღრმისეული თერმული ეფექტის შესახებ, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს ბატარეამ არანორმალური მუშაობის შემდეგ და მოიძიოს ეფექტური გზა ლითიუმის იონური ბატარეის უსაფრთხოების მუშაობის გასაუმჯობესებლად.

ამჟამად, ფტორის შემცველი გამხსნელების და ცეცხლგამძლე დანამატების გამოყენება მნიშვნელოვანი მიმართულებაა უსაფრთხოების ტიპის ლითიუმ-იონური ბატარეის შესაქმნელად. როგორ დავაბალანსოთ ელექტროქიმიური ეფექტურობა და მაღალი ტემპერატურის უსაფრთხოება, იქნება მომავალი კვლევის ფოკუსირება. მაგალითად, შემუშავებულია მაღალი ეფექტურობის კომპოზიტური ცეცხლგამძლე ინტეგრალური ინტეგრირებული კომპლექტი P, N, F და CL, და ორგანული გამხსნელი, რომელსაც აქვს მაღალი დუღილის წერტილი, შემუშავებულია მაღალი აალების წერტილი და წარმოებულია მაღალი უსაფრთხოების ეფექტურობის ელექტროლიტური ხსნარი.

კომპოზიტური ცეცხლგამძლე საშუალებები, ორფუნქციური დანამატები ასევე გახდება მომავალი განვითარების ტენდენციები. რაც შეეხება ლითიუმ-იონური ბატარეის ელექტროდის მასალას, მასალის ზედაპირის ქიმიური თვისებები განსხვავებულია, ელექტროდის მასალის მგრძნობელობის ხარისხი დატენვისა და განმუხტვის პოტენციალის მიმართ შეუსაბამოა და შეუძლებელია ბატარეის სტრუქტურული დიზაინის ერთი ან შეზღუდული რამდენიმე ელექტროდი/ელექტროლიტი/დანამატის გამოყენება. ამიტომ, მომავალში ჩვენ უნდა გავამახვილოთ ყურადღება სხვადასხვა ბატარეის სისტემების შემუშავებაზე კონკრეტული ელექტროდის მასალებისთვის.

ამავდროულად, ის ასევე ავითარებს პოლიმერული ლითიუმ-იონური ბატარეის სისტემას მაღალი დაცვით ან არაორგანული მყარი ელექტროლიტის შემუშავებით, რომელსაც აქვს ერთი კატიონური გამტარი და სწრაფი იონური ტრანსპორტი და მაღალი თერმდგრადობა. გარდა ამისა, იონური სითხის მუშაობის გაუმჯობესება, მარტივი და იაფი სინთეზური სისტემების შემუშავება ასევე მომავალი კვლევის მნიშვნელოვანი ნაწილია.