लिथियम बॅटरी चार्जिंगच्या थर्मल लॉसवरील संशोधनात प्रगती

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavljač prijenosnih elektrana

सारांश: उच्च सुरक्षा लिथियम-आयन बॅटरी संशोधनासाठी नवीनतम प्रगती आणि विकासाच्या शक्यतांचा सारांश. इलेक्ट्रोलाइट्स आणि इलेक्ट्रोड्सच्या उच्च तापमान स्थिरतेपासून महत्त्वाचे म्हणजे, लिथियम आयन बॅटरीच्या थर्मल अस्थिरतेची कारणे आणि त्यांच्या यंत्रणा स्पष्ट करतात की विद्यमान व्यावसायिक लिथियम-आयन बॅटरी प्रणाली उच्च तापमानात अपुरी आहे, उच्च तापमान इलेक्ट्रोलाइट्स विकसित करण्याचा प्रस्ताव, सकारात्मक आणि नकारात्मक बदल आणि बाह्य बॅटरी व्यवस्थापन इ. उच्च सुरक्षा असलेल्या लिथियम-आयन बॅटरी डिझाइन करण्यासाठी.

सुरक्षित लिथियम-आयन बॅटरीच्या विकासाच्या तांत्रिक संभाव्यतेच्या विकासाचा दृष्टीकोन. ० प्रस्तावना लिथियम आयन बॅटरीज कमी किमतीच्या, उच्च कार्यक्षमता असलेल्या, उच्च-शक्तीच्या आणि हिरव्या वातावरणामुळे एका नवीन प्रकारच्या ऊर्जेचे विशिष्ट प्रतिनिधी बनतात, ज्या 3C डिजिटल उत्पादने, मोबाइल पॉवर आणि इलेक्ट्रिक टूल्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात. अलिकडच्या वर्षांत, पर्यावरणीय प्रदूषणाच्या तीव्रतेमुळे आणि राष्ट्रीय धोरण मार्गदर्शनामुळे, इलेक्ट्रिक वाहन-आधारित इलेक्ट्रिक वाहन बाजारपेठेत लिथियम-आयन बॅटरीची मागणी वाढली आहे, उच्च-शक्तीच्या लिथियम-आयन बॅटरी प्रणाली विकसित करण्याच्या प्रक्रियेत, बॅटरी सुरक्षिततेच्या समस्यांकडे व्यापक लक्ष वेधले गेले आहे, विद्यमान समस्या तातडीने सोडवण्याची आवश्यकता आहे.

बॅटरी सिस्टीमचा तापमान बदल उष्णतेच्या उदय आणि वितरित दोन घटकांद्वारे निश्चित केला जातो. लिथियम आयन बॅटरीची उष्णता ही थर्मल अपघटन आणि बॅटरी मटेरियलमधील अभिक्रियेमुळे महत्त्वाची असते. बॅटरी सिस्टीमची उष्णता कमी करा आणि उच्च तापमान विरोधी कार्यक्षमतेची प्रणाली सुधारा, बॅटरी सिस्टीम सुरक्षित आहे.

आणि मोबाईल फोन सारख्या लहान पोर्टेबल उपकरणांमध्ये, लॅपटॉप बॅटरीची क्षमता साधारणपणे 2AH पेक्षा कमी असते आणि इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या पॉवर-प्रकारच्या लिथियम-आयन बॅटरीची क्षमता साधारणपणे 10AH पेक्षा जास्त असते आणि सामान्य ऑपरेशन दरम्यान स्थानिक तापमान अनेकदा 55°C पेक्षा जास्त असते आणि अंतर्गत तापमान 300°C पर्यंत पोहोचते. उच्च तापमान किंवा मोठ्या दराच्या चार्ज आणि डिस्चार्ज परिस्थितीत, उष्णता आणि ज्वलनशीलता सेंद्रिय सॉल्व्हेंट तापमानात वाढ झाल्याने साइड रिअॅक्शन्सची मालिका निर्माण होईल, ज्यामुळे शेवटी थर्मल नियंत्रणाबाहेर जाईल आणि बॅटरी ज्वलन किंवा स्फोट होईल [3]. काही लोकांना जास्त गरम होणे, ओव्हरटेकिंग आणि यांत्रिक परिणामांमुळे शॉर्ट सर्किट होते, तर काही कृत्रिम घटकांमुळे लिथियम-आयन बॅटरीमुळे सुरक्षितता अपघात होऊ शकतात. म्हणून, लिथियम-आयन बॅटरीच्या उच्च तापमान कामगिरीचा अभ्यास करणे आणि त्यात सुधारणा करणे महत्त्वाचे आहे.

१ थर्मल आउट-ऑफ-कंट्रोल कारण लिथियम-आयन बॅटरीच्या थर्मल आउट-ऑफ-कंट्रोलचे विश्लेषण महत्वाचे आहे कारण बॅटरीचे अंतर्गत तापमान वाढते. सध्या, व्यावसायिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये सर्वात जास्त वापरले जाणारे इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम म्हणजे LiPF6 चे मिश्रित कार्बोनेट द्रावण. अशा सॉल्व्हेंटमध्ये उच्च अस्थिरता, कमी फ्लॅश पॉइंट, ज्वलन करणे खूप सोपे असते.

जेव्हा अंतर्गत शॉर्ट सर्किट टक्कर किंवा विकृतीकरणामुळे होते, तेव्हा जास्त दराने चार्ज आणि डिस्चार्ज आणि ओव्हरटेक होतात, तेव्हा खूप उष्णता निर्माण होते, ज्यामुळे बॅटरीचे तापमान वाढते. एका विशिष्ट तापमानापर्यंत पोहोचल्यावर, विघटन प्रतिक्रियांच्या मालिकेमुळे बॅटरीचे थर्मल संतुलन नष्ट होते. जेव्हा या रासायनिक अभिक्रियांमधून बाहेर पडणारी उष्णता वेळेत बाहेर काढता येत नाही, तेव्हा ती अभिक्रियेची प्रगती वाढवते आणि स्वयं-ताप देणाऱ्या बाजूच्या प्रतिक्रियांची मालिका सुरू करते.

बॅटरीचे तापमान झपाट्याने वाढते, म्हणजेच "थर्मल आऊट ऑफ कंट्रोल" होते, ज्यामुळे बॅटरी जळते आणि गंभीर स्फोट देखील होतो. सर्वसाधारणपणे, लिथियम-आयन बॅटरीच्या थर्मल आउट ऑफ कंट्रोलचे कारण इलेक्ट्रोलाइटच्या थर्मल अस्थिरतेमध्ये तसेच इलेक्ट्रोलाइटच्या थर्मल अस्थिरतेमध्ये आणि पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या सहअस्तित्वामध्ये महत्त्वाचे असते. सध्या, मोठ्या प्रमाणात, लिथियम-आयन बॅटरीची सुरक्षितता ही बाह्य व्यवस्थापन आणि अंतर्गत डिझाइनपासून महत्त्वाची आहे जेणेकरून सुरक्षिततेचे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी अंतर्गत तापमान, व्होल्टेज आणि हवेचा दाब नियंत्रित करता येईल.

२ थर्मल आउट-ऑफ-कंट्रोल स्ट्रॅटेजी सोडवा २. बाह्य व्यवस्थापन १) पीटीसी (सकारात्मक तापमान गुणांक) घटक: पीटीसी घटक लिथियम आयन बॅटरीमध्ये स्थापित करा, जो बॅटरीमधील दाब आणि तापमान विचारात घेतो आणि जेव्हा बॅटरी जास्त चार्ज करून गरम होते, तेव्हा बॅटरी १० असते. विद्युत प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी प्रतिकार वाढतो आणि बॅटरीचे स्वयंचलित संरक्षण कार्य साध्य करण्यासाठी सकारात्मक आणि नकारात्मक ध्रुवांमधील व्होल्टेज सुरक्षित व्होल्टेजपर्यंत कमी केला जातो. २) स्फोट-प्रूफ व्हॉल्व्ह: जेव्हा बॅटरी असामान्यतेमुळे खूप मोठी असते, तेव्हा स्फोट-प्रूफ व्हॉल्व्ह विकृत होतो, जो बॅटरीच्या आत जोडण्यासाठी ठेवला जाईल, चार्जिंग थांबवा.

३) इलेक्ट्रॉनिक्स: २ ~ ४ बॅटरी पॅक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिझाइन लिथियम आयन प्रोटेक्टरला सुशोभित करू शकतात, जास्त चार्ज आणि जास्त डिस्चार्ज टाळू शकतात, सुरक्षितता अपघात टाळू शकतात, बॅटरीचे आयुष्य वाढवू शकतात. अर्थात, या बाह्य नियंत्रण पद्धतींचा एक विशिष्ट परिणाम होतो, परंतु या अतिरिक्त उपकरणांमुळे बॅटरीची जटिलता आणि उत्पादन खर्च वाढला आहे आणि ते बॅटरी सुरक्षिततेची समस्या पूर्णपणे सोडवू शकत नाहीत. म्हणून, एक अंतर्गत सुरक्षा संरक्षण यंत्रणा स्थापित करणे आवश्यक आहे.

२.२ लिथियम आयन बॅटरी म्हणून इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रोलाइटमध्ये सुधारणा करणे, इलेक्ट्रोलाइटचे स्वरूप थेट बॅटरीचे कार्यप्रदर्शन निश्चित करते, बॅटरीची क्षमता, ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी, सायकल कामगिरी आणि सुरक्षितता कामगिरी महत्त्वाची आहे. सध्या, व्यावसायिक लिथियम-आयन बॅटरी इलेक्ट्रोलाइटिक सोल्यूशन सिस्टममध्ये, सर्वात जास्त वापरले जाणारे रचना म्हणजे LIPF6, व्हाइनिल कार्बोनेट आणि रेषीय कार्बोनेट.

समोरचा भाग हा एक अपरिहार्य घटक आहे आणि बॅटरीच्या कामगिरीच्या बाबतीत त्यांच्या वापराला काही मर्यादा आहेत. त्याच वेळी, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये मोठ्या प्रमाणात कमी उकळत्या, कमी फ्लॅश पॉइंट असलेल्या कार्बोनेट सॉल्व्हेंटचा वापर केला जातो, जो कमी तापमानात असेल. फ्लॅश, सुरक्षेचा मोठा धोका आहे.

म्हणून, अनेक संशोधक इलेक्ट्रोलाइट्सची सुरक्षा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम सुधारण्याचा प्रयत्न करतात. जर बॅटरीचे मुख्य भाग (इलेक्ट्रोड मटेरियल, डायाफ्राम मटेरियल, इलेक्ट्रोलाइट मटेरियलसह) कमी कालावधीत बदलत नसेल तर, इलेक्ट्रोलाइटची स्थिरता ही लिथियम आयन बॅटरीची सुरक्षितता वाढवण्याचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे. 2.

२.१ फंक्शनल अ‍ॅडिटीव्ह फंक्शन अ‍ॅडिटीव्हजमध्ये कमी डोस, लक्ष्यित वैशिष्ट्य असते. म्हणजेच, उत्पादन प्रक्रियेत बदल न करता किंवा नवीन बॅटरीच्या खर्चात लक्षणीय बदल न करता बॅटरीच्या काही मॅक्रोस्कोपिक कामगिरीमध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकते.

म्हणूनच, आजच्या लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये फंक्शन अॅडिटीव्हज एक हॉट स्पॉट बनले आहेत, जे सध्या लिथियम-आयन बॅटरी इलेक्ट्रोलाइटचे सर्वात आशादायक रोगजनक द्रावण असलेल्या सर्वात आशादायक मार्गांपैकी एक आहे. या अॅडिटीव्हचा मूळ वापर म्हणजे बॅटरीचे तापमान खूप जास्त होण्यापासून रोखणे आणि बॅटरी व्होल्टेज नियंत्रण श्रेणीपर्यंत मर्यादित ठेवणे. म्हणून, अॅडिटीव्हची रचना तापमान आणि चार्जिंग क्षमतेच्या दृष्टिकोनातून देखील विचारात घेतली जाते.

ज्वालारोधक अॅडिटीव्ह: ज्वालारोधक अॅडिटीव्हला सेंद्रिय फॉस्फरस ज्वालारोधक अॅडिटीव्ह, नायट्रोजन-युक्त संयुग ज्वालारोधक अॅडिटीव्ह, सिलिकॉन-आधारित ज्वालारोधक अॅडिटीव्ह आणि संमिश्र ज्वालारोधक अॅडिटीव्हमध्ये देखील विभागले जाऊ शकते. ५ महत्त्वाच्या श्रेणी. सेंद्रिय फॉस्फोरस पेशी-ज्वालारोधक: काही अल्काइल फॉस्फेट, अल्काइल फॉस्फाइट, फ्लोरिनेटेड फॉस्फेट आणि फॉस्फेट नायट्राइल संयुगे महत्वाचे आहेत.

हायड्रोजन मुक्त रॅडिकल्समध्ये हस्तक्षेप करणाऱ्या ज्वालारोधक रेणूंच्या साखळी अभिक्रियेसाठी ज्वालारोधक यंत्रणा महत्त्वाची आहे, ज्याला मुक्त रॅडिकल्स कॅप्चर यंत्रणा असेही म्हणतात. अ‍ॅडिटिव्ह गॅसिफिकेशन विघटन फॉस्फरसयुक्त मुक्त रॅडिकल्स सोडते, मुक्त रॅडिकल्सची साखळी अभिक्रिया समाप्त करण्याची क्षमता. फॉस्फेट ज्वालारोधक: महत्वाचे फॉस्फेट, ट्रायथिल फॉस्फेट (TEP), ट्रायब्युटाइल फॉस्फेट (TBP), इ.

फॉस्फेट नायट्राइल संयुग जसे की हेक्सामिथाइल फॉस्फेझिन (HMPN), अल्काइल फॉस्फाइट जसे की ट्रायमिथाइल फॉस्फाइट (TMPI), तीन - (2,2,2-ट्रायफ्लुरोइथिल), फॉस्फाइट (TT- FP), फ्लोरिनेटेड आम्ल एस्टर, जसे की तीन-(2,2,2-ट्रायफ्लुरोइथिल) फॉस्फेट (TFP), डाय-(2,2,2-ट्रायफ्लुरोइथिल)-मिथाइल फॉस्फेट (BMP), (2,2,2-ट्रायफ्लुरोइथिल) - डायथिल फॉस्फेट (TDP), फेनिलफॉस्फेट (DPOF), इ. एक चांगला ज्वालारोधक पदार्थ आहे. फॉस्फेटमध्ये सामान्यतः तुलनेने जास्त स्निग्धता असते, त्याची इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता कमी असते आणि ज्वालारोधक जोडल्याने इलेक्ट्रोलाइटच्या आयनिक चालकतेवर आणि इलेक्ट्रोलाइटच्या अभिसरण उलटण्यावर नकारात्मक परिणाम होतो आणि इलेक्ट्रोलाइटची अपवर्तनशीलता वाढते.

साधारणपणे असे असते: नवीन अल्काइल गटांमध्ये १ कार्बनचे प्रमाण; २ सुगंधी (फिनाइल) गटातील अंश प्रतिस्थापित अल्काइल गट; ३ फॉस्फेटची चक्रीय रचना तयार करतात. सेंद्रिय हॅलोजेनेटेड पदार्थ (हॅलोजेनेटेड सॉल्व्हेंट): फ्लू फ्लू फ्लू फ्लूसाठी सेंद्रिय हॅलोजेनिक ज्वालारोधक महत्वाचे आहे. H ची जागा F ने घेतल्यानंतर, त्याचे भौतिक गुणधर्म बदलले आहेत, जसे की वितळण्याच्या बिंदूत घट, चिकटपणा कमी होणे, रासायनिक आणि विद्युतरासायनिक स्थिरतेत सुधारणा इ.

सेंद्रिय हॅलोजेनिक ज्वालारोधक म्हणून फ्लोरोसायक्लिक कार्बोनेट्स, फ्लोरो-चेन कार्बोनेट्स आणि अल्काइल-परफ्लुरोडेकेन इथर इत्यादींचा समावेश करणे महत्त्वाचे आहे. OHMI आणि इतर तुलनात्मक फ्लोरोरेथिल इथर, फ्लोराईडयुक्त फ्लोराईड संयुगे यांनी दाखवून दिले की 33.3% (खंड अपूर्णांक) 0 ची भर पडली.

६७ mol / lliclo4 / Ec + DEC + PC (व्हॉल्यूम रेशो १:१:१) इलेक्ट्रोलाइटमध्ये जास्त फ्लॅश पॉइंट असतो, रिडक्शन पॉटेन्शियल ऑरगॅनिक सॉल्व्हेंट EC, DEC आणि PC पेक्षा जास्त असते, जे नैसर्गिक ग्रेफाइटच्या पृष्ठभागावर वेगाने SEI फिल्म तयार करू शकते, कलेन कार्यक्षमता आणि डिस्चार्ज क्षमतेचे पहिले चार्ज आणि डिस्चार्ज सुधारते. फ्लोराईडमध्ये वर वर्णन केलेल्या ज्वालारोधकाच्या मुक्त रॅडिकल कॅप्चर फंक्शनचा वापर होत नाही, फक्त उच्च अस्थिर आणि ज्वलनशील सह-विद्रावकांना पातळ करण्यासाठी, म्हणून जेव्हा इलेक्ट्रोलाइट ज्वलनशील नसते तेव्हा इलेक्ट्रोलाइटमधील आकारमान प्रमाण बहुतेक (७०%) असते. संमिश्र ज्वालारोधक: इलेक्ट्रोलाइटमध्ये सध्या वापरल्या जाणाऱ्या संमिश्र ज्वालारोधकामध्ये एक PF संयुग आणि एक NP-वर्ग संयुग असते, प्रतिनिधी पदार्थांमध्ये एक महत्त्वाचे हेक्सामेथिलफॉस्फोराइड (HMPA), फ्लोरोफॉस्फेट इत्यादी असतात.

दोन ज्वालारोधक घटकांच्या सहक्रियात्मक वापराद्वारे ज्वालारोधक ज्वालारोधक प्रभाव पाडतो. एफईआय आणि इतर. MEEP आणि MEE हे दोन NP ज्वालारोधक प्रस्तावित करते आणि त्याचे आण्विक सूत्र आकृती १ मध्ये दाखवले आहे.

Licf3SO3 / MeEP :PC = 25:75, इलेक्ट्रोलाइट ज्वलनशीलता 90% कमी करू शकते आणि चालकता 2.5 × 10-3S / सेमी पर्यंत पोहोचू शकते. २) जास्त चार्ज केलेले अॅडिटीव्ह: लिथियम-आयन बॅटरी जास्त चार्ज झाल्यावर प्रतिक्रियांची मालिका घडते.

सकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर होणाऱ्या ऑक्सिडेटिव्ह विघटन अभिक्रियांच्या पृष्ठभागावर इलेक्ट्रोलाइट घटक (महत्वाचा म्हणजे सॉल्व्हेंट) उलटा पडतो, ज्यामुळे वायू निर्माण होतो आणि उष्णता सोडली जाते, परिणामी बॅटरीचा अंतर्गत दाब वाढतो आणि तापमान वाढते आणि बॅटरीची सुरक्षितता गंभीरपणे प्रभावित होते. उद्देश यंत्रणेवरून, ओव्हरचॉल प्रोटेक्शन अॅडिटीव्ह हे ऑक्सिडेटिव्ह स्ट्रिपिंग पॉवर-प्रकार आणि दोन प्रकारच्या इलेक्ट्रिकल पॉलिमरायझेशन प्रकारासाठी महत्त्वाचे आहे. अॅडिटीव्हच्या प्रकारावरून, ते लिथियम हॅलाइड, मेटॅलोसीन कंपाऊंडमध्ये विभागले जाऊ शकते.

सध्या, रेडॉक्स अँटी-ओव्हरचार्ड अॅडिटीव्हजवर एक ओव्हरचाल्ड अॅडिशनल अॅडिशनल अॅडप्रेज (BP) आणि सायक्लोहेक्सिलबेन्झिन (CHB) हे तत्व आहे जेव्हा चार्जिंग व्होल्टेज सामान्य कटऑफ व्होल्टेजपेक्षा जास्त होते, तेव्हा अॅडिटीव्ह पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडपासून सुरू होते. ऑक्सिडेशन अभिक्रिया, ऑक्सिडेशन उत्पादन नकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये पसरते आणि क्षय अभिक्रिया होते. सकारात्मक आणि नकारात्मक ध्रुवांमध्ये ऑक्सिडेशन बंद होते, अतिरिक्त शुल्क शोषून घेते.

त्याच्या प्रतिनिधी पदार्थांमध्ये फेरोसीन आणि त्याचे व्युत्पन्न, फेरिड २,२-पायरीडिन आणि १,१०-समीप ग्लेनोलिनचे कॉम्प्लेक्स, थायोल व्युत्पन्न असते. पॉलिमरायझेशन ब्लॉक अँटी-फिल्ड अॅडिटीव्ह. प्रतिनिधी पदार्थांमध्ये सायक्लोहेक्सिलबेन्झिन, बायफेनिल आणि इतर पदार्थांचा समावेश आहे.

जेव्हा बायफेनिलचा वापर प्री-चार्ज केलेले अॅडिटीव्ह म्हणून केला जातो, तेव्हा व्होल्टेज ४.५ ते ४.७ व्ही पर्यंत पोहोचतो, तेव्हा जोडलेले बायफेनिल इलेक्ट्रोकेमिकली पॉलिमराइज्ड होते, ज्यामुळे पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर कंडक्टिव्ह फिल्मचा थर तयार होतो, ज्यामुळे बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार वाढतो, ज्यामुळे चार्जिंग करंट संरक्षण बॅटरी मर्यादित होते.

२.२.२ आयन द्रव आयन द्रव इलेक्ट्रोलाइट पूर्णपणे यिन आणि कॅशनने बनलेला असतो.

इंटरआय आयन किंवा कॅशनिक आकारमान कमकुवत असल्याने, इंटरमीडिएट कमकुवत असल्याने, इलेक्ट्रॉन वितरण असमान असल्याने आणि ओन-सेन्सून खोलीच्या तापमानावर, जे द्रव असते, मुक्तपणे हालचाल करू शकते. ते इमिडाझोल, पायराझोल, पायरीडाइन, क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते. लिथियम आयन बॅटरीच्या सामान्य सेंद्रिय विद्रावकाच्या तुलनेत, आयनिक द्रवपदार्थांचे 5 फायदे आहेत: 1 उच्च थर्मल स्थिरता, 200 ° से विघटन होऊ शकत नाही; 2 बाष्प दाब जवळजवळ 0 आहे, बॅटरीबद्दल काळजी करण्याची गरज नाही; 3 आयनिक द्रव ज्वलन करणे सोपे नाही कोणतीही संक्षारकता नाही; 4 मध्ये उच्च विद्युत चालकता आहे; 5 रासायनिक किंवा इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता चांगली आहे.

AN किंवा तत्सम घटक PP13TFSI आणि 1Mollipf6ec / Dec (1:1) ला इलेक्ट्रोलाइटमध्ये बनवतात, जे पूर्णपणे इंधन नसलेले परिणाम साध्य करू शकतात आणि इंटरफेस सुसंगतता लक्षणीयरीत्या सुधारण्यासाठी या प्रणालीमध्ये 2 wt% liboB अॅडिटीव्ह जोडतात. इलेक्ट्रोलाइट सिस्टीममधील आयनची चालकता ही एकमेव समस्या सोडवायची आहे. 2.

२.३ लिथियम मीठ हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट (LiPF6) ची थर्मल स्थिरता निवडणे हे कमोडिटी लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे इलेक्ट्रोलाइट लिथियम मीठ आहे. जरी त्याचे एकल स्वरूप इष्टतम नसले तरी, त्याची एकूण कामगिरी सर्वात फायदेशीर आहे.

तथापि, LiPF6 चेही तोटे आहेत, उदाहरणार्थ, LiPF6 रासायनिक आणि थर्मोडायनामिकली अस्थिर आहे, आणि प्रतिक्रिया घडते: LIPF (6S) → LIF (S) + PF (5G), PF5 द्वारे निर्माण होणारी प्रतिक्रिया ऑक्सिजन अणूमधील सेंद्रिय द्रावकावर हल्ला करणे सोपे आहे. एकाकी ते इलेक्ट्रॉन, परिणामी ओपन लूप पॉलिमरायझेशन आणि सॉल्व्हेंटचे इथर बंध तयार होतात, ही प्रतिक्रिया उच्च तापमानात विशेषतः गंभीर असते. उच्च तापमानाच्या इलेक्ट्रोलाइट क्षारांवरील सध्याचे संशोधन सेंद्रिय लिथियम मीठ क्षेत्रात केंद्रित आहे. बोरॉन-आधारित क्षार, इमाइन-आधारित लिथियम क्षार यांच्यामध्ये प्रतिनिधी पदार्थ महत्त्वाचे असतात.

LIB (C2O4) 2 (liboB) हे अलिकडच्या काळात नवीन संश्लेषित केलेले इलेक्ट्रोलाइट मीठ आहे. त्यात अनेक उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, ते ३०२ डिग्री सेल्सिअस तापमानात विघटन करून, नकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये स्थिर SEI फिल्म तयार करू शकते. पीसी आधारित इलेक्ट्रोलाइटिक द्रावणात ग्रेफाइटची कार्यक्षमता सुधारते, परंतु त्याची चिकटपणा जास्त असते, SEI फिल्मचा प्रतिबाधा तयार होतो [14].

LIN (SO2CF3) 2 (Litfsi) चे विघटन तापमान 360 ° C आहे आणि सामान्य तापमानात आयन चालकता LiPF6 पेक्षा थोडी कमी आहे. इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता चांगली आहे आणि ऑक्सिडेशन क्षमता सुमारे 5.0V आहे, जी सर्वात सेंद्रिय लिथियम मीठ आहे, परंतु ते अल बेस सेट द्रवपदार्थाचे गंभीर गंज आहे.

२.२.४ पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट अनेक कमोडिटी लिथियम आयन बॅटरी ज्वलनशील आणि अस्थिर कार्बोनेट सॉल्व्हेंट्स वापरतात, जर गळतीमुळे आग लागण्याची शक्यता असते.

ही विशेषतः उच्च-क्षमतेची, उच्च ऊर्जा घनतेची शक्तिशाली लिथियम-आयन बॅटरी आहे. ज्वलनशील सेंद्रिय द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सऐवजी बेईमान पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट्स वापरण्याऐवजी, ते लिथियम-आयन बॅटरीच्या सुरक्षिततेत लक्षणीय सुधारणा करू शकते. पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट, विशेषतः जेल-प्रकारच्या पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइटच्या संशोधनात मोठी प्रगती झाली आहे.

सध्या, व्यावसायिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये याचा यशस्वीरित्या वापर केला जात आहे. पॉलिमर बॉडी वर्गीकरणानुसार, जेल पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट खालील तीन श्रेणींमध्ये महत्त्वाचा आहे: पॅन-आधारित पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट, पीएमएमए पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट, पीव्हीडीएफ-आधारित पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट. तथापि, जेल-प्रकारचे पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट प्रत्यक्षात कोरड्या पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट आणि द्रव इलेक्ट्रोलाइटच्या तडजोडीचा परिणाम आहे आणि जेल-प्रकारच्या पॉलिमर बॅटरींना अजूनही बरेच काम करायचे आहे.

२.३ चार्जिंग स्टेट व्होल्टेज ४V पेक्षा जास्त असताना पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल अस्थिर असल्याचे पॉझिटिव्ह मटेरियल ठरवू शकते आणि ऑक्सिजनचे विघटन करण्यासाठी उच्च तापमानात विरघळलेली उष्णता निर्माण करणे सोपे आहे, ऑक्सिजन आणि सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स मोठ्या प्रमाणात उष्णता आणि इतर वायूंवर प्रतिक्रिया देत राहतात, ज्यामुळे बॅटरीची सुरक्षितता कमी होते [२, १७-१९]. म्हणून, सकारात्मक इलेक्ट्रोड आणि इलेक्ट्रोलाइटची अभिक्रिया ही उष्णतेचे एक महत्त्वाचे कारण मानली जाते.

सामान्य सामग्रीबद्दल, त्याच्या सुरक्षिततेची सामान्य पद्धत म्हणजे कोटिंगमध्ये बदल करणे. सकारात्मक इलेक्ट्रोड मटेरियलच्या पृष्ठभागावरील आवरणासाठी, MgO, A12O3, SiO2, TiO2, ZnO, SnO2, ZrO2, इत्यादी, डाय +-रीअर पॉझिटिव्ह आणि इलेक्ट्रोलाइटची प्रतिक्रिया कमी करू शकतात तर सकारात्मक इलेक्ट्रोडची क्रोमॅटोग्राफी कमी करू शकतात, ज्यामुळे सकारात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थाचा फेज बदल रोखला जातो.

त्याची संरचनात्मक स्थिरता सुधारते, जाळीतील कॅशनचा विकार प्रतिकार कमी करते, ज्यामुळे अभिसरण प्रक्रियेची दुय्यम प्रतिक्रिया कमी होते. २.४ कार्बन पदार्थ सध्या कमी विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ, जास्त चार्ज आणि डिस्चार्ज प्लॅटफॉर्म, लहान चार्ज आणि डिस्चार्ज प्लॅटफॉर्म, तुलनेने उच्च थर्मल स्थिरता, तुलनेने चांगली थर्मल स्थिती, तुलनेने उच्च थर्मोस्टेबिलिटी, तुलनेने उच्च थर्मोस्टेबिलिटी वापरतो.

जसे की इंटरमीडिएट फेज कार्बन मायक्रोस्फीयर्स (MCMB), किंवा स्पिनल स्ट्रक्चरचे Li9Ti5o12, जे लॅमिनेटेड ग्रेफाइटच्या स्ट्रक्चरल स्थिरतेपेक्षा चांगले आहे [20]. पृष्ठभागावरील उपचारांसाठी (पृष्ठभागाचे ऑक्सिडेशन, पृष्ठभाग हॅलोजनेशन, कार्बन क्लॅडिंग, कोटिंग मेटल, मेटल ऑक्साईड, पॉलिमर कोटिंग) किंवा धातू किंवा नॉन-मेटॅलिक डोपिंग सुरू करण्यासाठी सध्या कार्बन मटेरियलची कार्यक्षमता सुधारण्याची पद्धत महत्त्वाची आहे. 2.

५ सध्या व्यावसायिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये वापरला जाणारा डायाफ्राम अजूनही पॉलीओलेफिन मटेरियल आहे आणि त्याचे महत्त्वाचे तोटे म्हणजे गरम आणि इलेक्ट्रोलाइटिक द्रवपदार्थाचा प्रवेश कमी असतो. या दोषांवर मात करण्यासाठी, संशोधकांनी अनेक मार्गांनी प्रयत्न केले आहेत, जसे की थर्मल स्थिरता साहित्य शोधणे, किंवा थोड्या प्रमाणात Al2O3 किंवा SiO2 नॅनोपॉव्डिया जोडणे, ज्यामध्ये केवळ एक सामान्य डायाफ्रामच नाही तर सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीची थर्मल स्थिरता देखील आहे. वापरा.

एमआयएओ आणि इतर, इलेक्ट्रोस्टॅटिक स्पिनिंग पद्धतीने तयार केलेले पॉलिमाइड नॅनो नॉनव्हेन्व्हेन फॅब्रिकेशन. DR आणि TGA सारखी वैशिष्ट्यीकरण साधने दर्शवितात की ते केवळ 500 ° C वर थर्मल स्थिरता राखू शकत नाही, तर CELGARD डायाफ्रामच्या तुलनेत चांगले इलेक्ट्रोलाइट घुसखोरी देखील करू शकते. वांग आणि इतरांनी AL2O3-PVDF नॅनोस्कोपिक मायक्रोपोरस मेम्ब्रेन तयार केले, जे चांगले इलेक्ट्रोकेमिकल गुणधर्म आणि थर्मल स्थिरता प्रदर्शित करते, जे लिथियम-आयन बॅटरी सेपरेटरच्या वापरास समाधानकारक करते.

३ सारांश आणि इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी आणि ऊर्जा साठवणुकीसाठी लिथियम-आयन बॅटरीची अपेक्षा, जी लहान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांपेक्षा खूप मोठी आहे आणि वापराचे वातावरण अधिक गुंतागुंतीचे आहे. थोडक्यात, आपण पाहू शकतो की त्याची सुरक्षितता अद्याप दूर झालेली नाही आणि सध्याची तांत्रिक अडचण बनली आहे. त्यानंतरचे काम असामान्य ऑपरेशननंतर बॅटरीवर होणाऱ्या थर्मल इफेक्टचा सखोल अभ्यास केला पाहिजे आणि लिथियम आयन बॅटरीची सुरक्षा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी प्रभावी मार्ग शोधला पाहिजे.

सध्या, सुरक्षा-प्रकारची लिथियम-आयन बॅटरी विकसित करण्यासाठी फ्लोरिन-युक्त सॉल्व्हेंट आणि ज्वालारोधक पदार्थांचा वापर हा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे. इलेक्ट्रोकेमिकल कामगिरी आणि उच्च तापमान सुरक्षिततेचे संतुलन कसे साधायचे हे भविष्यातील संशोधनाचे केंद्रबिंदू असेल. उदाहरणार्थ, उच्च-कार्यक्षमता असलेले संमिश्र ज्वालारोधक अविभाज्य संच P, N, F आणि CL विकसित केले जाते आणि उच्च उत्कलन बिंदू, उच्च फ्लॅश बिंदू असलेले सेंद्रिय द्रावक विकसित केले जाते आणि उच्च सुरक्षा कार्यक्षमतेचे इलेक्ट्रोलाइटिक द्रावण तयार केले जाते.

संमिश्र ज्वालारोधक, दुहेरी कार्य करणारे पदार्थ हे देखील भविष्यातील विकासाचे ट्रेंड बनतील. लिथियम आयन बॅटरी इलेक्ट्रोड मटेरियलच्या बाबतीत, मटेरियलचे पृष्ठभागाचे रासायनिक गुणधर्म वेगळे आहेत, चार्ज आणि डिस्चार्ज पोटेंशियलवर इलेक्ट्रोड मटेरियलची संवेदनशीलता विसंगत आहे आणि सर्व बॅटरी स्ट्रक्चरल डिझाइनमध्ये एक किंवा मर्यादित अनेक इलेक्ट्रोड / इलेक्ट्रोलाइट / अॅडिटीव्ह वापरणे अशक्य आहे. म्हणून, भविष्यात, आपण विशिष्ट इलेक्ट्रोड मटेरियलसाठी वेगवेगळ्या बॅटरी सिस्टीम विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित केले पाहिजे.

त्याच वेळी, ते उच्च सुरक्षिततेसह पॉलिमर लिथियम-आयन बॅटरी सिस्टम किंवा सिंगल केशन कंडक्टिव्ह आणि जलद आयन ट्रान्सपोर्ट आणि उच्च थर्मोस्टेबिलिटी असलेल्या अजैविक घन इलेक्ट्रोलाइटचा विकास देखील विकसित करत आहे. याव्यतिरिक्त, आयनिक द्रव कामगिरी सुधारणे, सोप्या आणि स्वस्त कृत्रिम प्रणाली विकसित करणे हे देखील भविष्यातील संशोधनाचा एक महत्त्वाचा भाग आहे.