ලිතියම් බැටරි ආරෝපණය කිරීමේ තාප අලාභය පිළිබඳ පර්යේෂණවල දියුණුව.

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

සාරාංශය: අධි ආරක්ෂිත ලිතියම්-අයන බැටරි පර්යේෂණ සඳහා නවතම දියුණුව සහ සංවර්ධන අපේක්ෂාවන් පිළිබඳ සාරාංශය. විද්‍යුත් විච්ඡේදක සහ ඉලෙක්ට්‍රෝඩවල ඉහළ උෂ්ණත්ව ස්ථායිතාවයෙන් වැදගත් වන්නේ, ලිතියම් අයන බැටරිවල තාප අස්ථායිතාවයට හේතු සහ ඒවායේ යාන්ත්‍රණයන් මගින් පවතින වාණිජ ලිතියම්-අයන බැටරි පද්ධතිය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ප්‍රමාණවත් නොවන බව පැහැදිලි කර ඇති අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව විද්‍යුත් විච්ඡේදක, ධනාත්මක සහ සෘණ වෙනස් කිරීම් සහ බාහිර බැටරි කළමනාකරණය ආදිය සංවර්ධනය කිරීමට යෝජනා කරයි. අධි ආරක්ෂිත ලිතියම්-අයන බැටරි නිර්මාණය කිරීමට.

ආරක්ෂිත ලිතියම්-අයන බැටරි සංවර්ධනය කිරීමේ තාක්ෂණික අපේක්ෂාව සංවර්ධනය කිරීම පිළිබඳ ඉදිරි දැක්ම. 0 හැඳින්වීම ලිතියම් අයන බැටරි එහි අඩු පිරිවැය, ඉහළ කාර්ය සාධනය, අධි බලය සහ හරිත පරිසරය හේතුවෙන් නව බලශක්ති වර්ගයක සාමාන්‍ය නියෝජිතයෙකු බවට පත්වේ, 3C ඩිජිටල් නිෂ්පාදන, ජංගම බලය සහ විදුලි මෙවලම්වල බහුලව භාවිතා වේ. මෑත වසරවලදී, පරිසර දූෂණය තීව්‍ර වීම සහ ජාතික ප්‍රතිපත්ති මඟ පෙන්වීම හේතුවෙන්, විදුලි වාහන පාදක විදුලි වාහන වෙළඳපොළ ලිතියම්-අයන බැටරි සඳහා ඇති ඉල්ලුම වැඩි කර ඇති අතර, අධි බලැති ලිතියම්-අයන බැටරි පද්ධති සංවර්ධනය කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී, බැටරි ආරක්ෂණ ගැටළු පුළුල් අවධානයක් දිනාගෙන ඇත. පවතින ගැටළු වහා විසඳා ගත යුතුය.

බැටරි පද්ධතියේ උෂ්ණත්ව වෙනස තීරණය වන්නේ තාපය මතුවීම සහ සාධක දෙකක් මගින් බෙදා හරිනු ලැබේ. ලිතියම් අයන බැටරියේ තාපය ඇතිවීම වැදගත් වන්නේ තාප වියෝජනය සහ බැටරි ද්‍රව්‍ය අතර ප්‍රතික්‍රියාව නිසාය. බැටරි පද්ධතියේ තාපය අඩු කර ඉහළ උෂ්ණත්ව විරෝධී ක්‍රියාකාරිත්වයේ පද්ධතිය වැඩි දියුණු කරන්න, බැටරි පද්ධතිය ආරක්ෂිතයි.

ජංගම දුරකථන වැනි කුඩා අතේ ගෙන යා හැකි උපකරණ, ලැප්ටොප් බැටරි ධාරිතාව සාමාන්‍යයෙන් 2AH ට වඩා අඩු වන අතර, විදුලි වාහනවල භාවිතා කරන බල වර්ගයේ ලිතියම්-අයන බැටරි ධාරිතාව සාමාන්‍යයෙන් 10Ah ට වඩා වැඩි වන අතර, සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර දේශීය උෂ්ණත්වය බොහෝ විට 55 ° C ට වඩා වැඩි වන අතර, අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය 300 ° C දක්වා ළඟා වනු ඇත. ඉහළ උෂ්ණත්වයක් හෝ විශාල අනුපාත ආරෝපණ සහ විසර්ජන තත්වයන් යටතේ, තාපය සහ දැවෙන කාබනික ද්‍රාවක උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම අතුරු ප්‍රතික්‍රියා මාලාවක් ඇති කරයි, අවසානයේ තාපය පාලනයෙන් තොර වීමට සහ බැටරි දහනය හෝ පිපිරීමට හේතු වේ [3]. සමහර පුද්ගලයින්ට අධික උනුසුම් වීම, අභිබවා යාම සහ යාන්ත්‍රික බලපෑම හේතුවෙන් කෙටි පරිපථයක් ඇති වන අතර, සමහර කෘතිම සාධක නිසා ලිතියම්-අයන බැටරියක් ඇතිවීම ආරක්ෂිත අනතුරු ඇති කළ හැකිය. එබැවින්, ලිතියම්-අයන බැටරිවල ඉහළ උෂ්ණත්ව ක්‍රියාකාරිත්වය අධ්‍යයනය කිරීම සහ වැඩිදියුණු කිරීම වැදගත් වේ.

ලිතියම්-අයන බැටරියේ තාප පාලනයෙන් තොර වීම පිළිබඳ 1 තාප පාලනයෙන් තොර හේතු විශ්ලේෂණය වැදගත් වන්නේ බැටරියේ අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය ඉහළ යන බැවිනි. වර්තමානයේ, වාණිජ ලිතියම්-අයන බැටරිවල බහුලව භාවිතා වන ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් පද්ධතිය වන්නේ LiPF6 මිශ්‍ර කාබනේට් ද්‍රාවණයකි. එවැනි ද්‍රාවකයකට ඉහළ අස්ථාවරත්වයක්, අඩු ෆ්ලෑෂ් පොයින්ට් එකක් ඇති අතර දහනය කිරීමට ඉතා පහසුය.

ගැටීමෙන් හෝ විකෘති වීමෙන් ඇතිවන අභ්‍යන්තර කෙටි පරිපථයක්, විශාල අනුපාත ආරෝපණයක් සහ විසර්ජනයක් සහ ඉක්මවා යාමක් සිදු වූ විට, බැටරි උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමට හේතු වන තාපය ගොඩක් ඇති වේ. යම් උෂ්ණත්වයකට ළඟා වූ විට, වියෝජන ප්‍රතික්‍රියා මාලාවක් හේතුවෙන් බැටරියේ තාප සමතුලිතතාවය විනාශ වේ. මෙම රසායනික ප්‍රතික්‍රියා මගින් මුදා හරින තාපය නියමිත වේලාවට ඉවත් කළ නොහැකි වූ විට, එය ප්‍රතික්‍රියාවේ ප්‍රගතිය උග්‍ර කරන අතර ස්වයං-උණුසුම් අතුරු ප්‍රතික්‍රියා මාලාවක් අවුලුවනු ඇත.

බැටරි උෂ්ණත්වය තියුනු ලෙස ඉහළ යයි, එනම්, "තාප පාලනයෙන් තොර", අවසානයේ බැටරිය දහනය වීමට හේතු වන අතර, පිපිරීමක් පවා බරපතල ලෙස සිදු වේ. සාමාන්‍යයෙන්, ලිතියම්-අයන බැටරියේ තාපය පාලනයෙන් තොර වීමට හේතුව ඉලෙක්ට්‍රෝලය තාප අස්ථායිතාවයට මෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රෝලය තාප අස්ථායිතාවයට සහ ධන සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සහජීවනයට ද වැදගත් වේ. වර්තමානයේ, විශාල අංශයකින්, ලිතියම්-අයන බැටරිවල ආරක්ෂාව ආරක්ෂිත අරමුණු සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය, වෝල්ටීයතාවය සහ වායු පීඩනය පාලනය කිරීම සඳහා බාහිර කළමනාකරණය සහ අභ්‍යන්තර සැලසුමේ සිට වැදගත් වේ.

2 තාප පාලනයෙන් බැහැර උපාය මාර්ගය විසඳීම 2. බාහිර කළමනාකරණය 1) PTC (ධන උෂ්ණත්ව සංගුණකය) සංරචකය: ලිතියම් අයන බැටරියක PTC සංරචකය ස්ථාපනය කරන්න, එය බැටරිය තුළ ඇති පීඩනය සහ උෂ්ණත්වය සලකා බලයි, සහ බැටරිය අධික ලෙස ආරෝපණය කිරීමෙන් උණුසුම් වූ විට, බැටරිය 10 වේ. ධාරාව සීමා කිරීම සඳහා ප්‍රතිරෝධය වැඩි වන අතර, බැටරියේ ස්වයංක්‍රීය ආරක්ෂණ ක්‍රියාකාරිත්වය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ධනාත්මක සහ සෘණ ධ්‍රැව අතර වෝල්ටීයතාවය ආරක්ෂිත වෝල්ටීයතාවයකට අඩු කරනු ලැබේ. 2) පිපිරුම්-ප්‍රතිරෝධී කපාටය: අසාමාන්‍ය නිසා බැටරිය ඉතා විශාල වූ විට, පිපිරුම්-ප්‍රතිරෝධී කපාටය විකෘති වී ඇති අතර, එය සම්බන්ධ කිරීම සඳහා බැටරිය තුළ තබා ආරෝපණය වීම නවත්වන්න.

3) ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: 2 ~ 4 බැටරි ඇසුරුම් මඟින් ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිපථ සැලසුම් ලිතියම් අයන ආරක්ෂකය අලංකාර කළ හැකිය, අධික ආරෝපණය සහ අධික විසර්ජනය වැළැක්වීම, ආරක්ෂිත අනතුරු වළක්වා ගැනීම, බැටරි ආයු කාලය දීර්ඝ කළ හැකිය. ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම බාහිර පාලන ක්‍රමවලට යම් බලපෑමක් ඇත, නමුත් මෙම අතිරේක උපාංග බැටරියේ සංකීර්ණත්වය සහ නිෂ්පාදන පිරිවැය එකතු කර ඇති අතර, ඒවාට බැටරි ආරක්ෂාව පිළිබඳ ගැටළුව සම්පූර්ණයෙන්ම විසඳිය නොහැක. එබැවින්, අභ්‍යන්තර ආරක්ෂක ආරක්ෂණ යාන්ත්‍රණයක් ස්ථාපිත කිරීම අවශ්‍ය වේ.

2.2 ලිතියම් අයන බැටරියක් ලෙස ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ඉලෙක්ට්‍රෝලය වැඩිදියුණු කිරීමේදී, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ස්වභාවය බැටරියේ ක්‍රියාකාරිත්වය කෙලින්ම තීරණය කරයි, බැටරියේ ධාරිතාව, මෙහෙයුම් උෂ්ණත්ව පරාසය, චක්‍ර ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය වැදගත් වේ. වර්තමානයේ, වාණිජ ලිතියම්-අයන බැටරි විද්‍යුත් විච්ඡේදක ද්‍රාවණ පද්ධති, බහුලව භාවිතා වන සංයුතිය වන්නේ LIPF6, වයිනයිල් කාබනේට් සහ රේඛීය කාබනේට් ය.

ඉදිරිපස කොටස අත්‍යවශ්‍ය අමුද්‍රව්‍යයක් වන අතර, ඒවායේ භාවිතය බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වය අනුව ද යම් සීමාවන් ඇත. ඒ සමඟම, අඩු උෂ්ණත්වවලදී පවතින ඉලෙක්ට්‍රෝලය තුළ අඩු තාපාංක, අඩු ෆ්ලෑෂ් පොයින්ට් කාබනේට් ද්‍රාවකයක් විශාල ප්‍රමාණයක් භාවිතා වේ. ෆ්ලෑෂ්, ලොකු ආරක්ෂක අනතුරක් තියෙනවා.

එමනිසා, බොහෝ පර්යේෂකයන් ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් වල ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් පද්ධතිය වැඩිදියුණු කිරීමට උත්සාහ කරති. බැටරියේ ප්‍රධාන බඳ ද්‍රව්‍යය (ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය, ප්‍රාචීර ද්‍රව්‍ය, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ද්‍රව්‍ය ඇතුළුව) කෙටි කාලයක් තුළ වෙනස් නොවන අවස්ථාවක, ලිතියම් අයන බැටරිවල ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝලය ස්ථායිතාව වැදගත් ක්‍රමයකි. 2.

2.1 ක්‍රියාකාරී ආකලන ශ්‍රිත ආකලනවලට අඩු මාත්‍රාවක්, ඉලක්කගත ලක්ෂණයක් ඇත. එනම්, නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය වෙනස් නොකර හෝ සැලකිය යුතු ලෙස නව බැටරි පිරිවැයක් නොමැතිව බැටරියේ ඇතැම් සාර්ව දර්ශන ක්‍රියාකාරිත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය.

එමනිසා, ක්‍රියාකාරී ආකලන අද ලිතියම්-අයන බැටරියේ උණුසුම් ස්ථානයක් බවට පත්ව ඇති අතර, එය දැනට ලිතියම්-අයන බැටරි ඉලෙක්ට්‍රෝලය සඳහා වඩාත්ම පොරොන්දු වූ ව්යාධිජනක විසඳුම වන වඩාත්ම පොරොන්දු වූ මාර්ගවලින් එකකි. ආකලන ද්‍රව්‍යයේ මූලික භාවිතය වන්නේ බැටරි උෂ්ණත්වය අධික ලෙස ඉහළ යාම වැළැක්වීම සහ බැටරි වෝල්ටීයතාවය පාලන පරාසයට සීමා කිරීමයි. එබැවින්, උෂ්ණත්වය සහ ආරෝපණ විභවය යන දෘෂ්ටිකෝණයෙන් ද ආකලන සැලසුම සලකා බලනු ලැබේ.

ගිනි නිවන ආකලන: ගිනි නිවන ආකලන කාබනික පොස්පරස් ගිනි නිවන ආකලන, නයිට්‍රජන් අඩංගු සංයෝග ගිනි නිවන ආකලන, සිලිකන් මත පදනම් වූ ගිනි නිවන ආකලන සහ සංයුක්ත ගිනි නිවන ආකලන ලෙසද බෙදිය හැකිය. වැදගත් කාණ්ඩ 5ක්. කාබනික පොස්පරස් සෛල-ගිනි දැල්වීම නිවාරක: වැදගත් වන්නේ සමහර ඇල්කයිල් පොස්පේට්, ඇල්කයිල් පොස්ෆයිට්, ෆ්ලෝරිනීකෘත පොස්පේට් සහ පොස්පේට් නයිට්‍රයිල් සංයෝගයි.

හයිඩ්‍රජන් නිදහස් රැඩිකලුන් සමඟ බාධා කරන ගිනි නිවන අණු වල දාම ප්‍රතික්‍රියාවට ගිනි නිවන යාන්ත්‍රණය වැදගත් වන අතර එය නිදහස් රැඩිකල් ග්‍රහණ යාන්ත්‍රණය ලෙසද හැඳින්වේ. ආකලන වායුකරණ වියෝජනය පොස්පරස් අඩංගු නිදහස් රැඩිකලුන් නිදහස් කරයි, නිදහස් රැඩිකලුන් දාම ප්‍රතික්‍රියාවක් අවසන් කිරීමේ හැකියාව ලබා දෙයි. පොස්පේට් ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය: වැදගත් පොස්පේට්, ට්‍රයිඑතිල් පොස්පේට් (TEP), ට්‍රිබියුටයිල් පොස්පේට් (TBP), ආදිය.

හෙක්සමෙතිල් පොස්පේසීන් (HMPN) වැනි පොස්පේට් නයිට්‍රයිල් සංයෝගය, ට්‍රයිමෙතිල් පොස්පේට් (TMPI) වැනි ඇල්කයිල් පොස්පේට්, තුන - (2,2,2-ට්‍රයිෆ්ලෝරෝඑතිල්), පොස්පේට් (TT- FP), ෆ්ලෝරිනීකෘත අම්ල එස්ටරය, තුන- (2,2,2-ට්‍රයිෆ්ලෝරෝඑතිල්) පොස්පේට් (TFP), ඩයි- (2,2,2-ට්‍රයිෆ්ලෝරෝඑතිල්)-මෙතිල් පොස්පේට් (BMP), (2,2,2-ට්‍රයිෆ්ලෝරෝඑතිල්) - ඩයිතයිල් පොස්පේට් (TDP), ෆීනයිල්පොස්පේට් (DPOF) ආදිය. හොඳ ගිනි නිවන ආකලන ද්‍රව්‍යයකි. පොස්පේට් සාමාන්‍යයෙන් සාපේක්ෂව විශාල දුස්ස්‍රාවීතාවයක්, දුර්වල විද්‍යුත් රසායනික ස්ථායිතාවයක් ඇති අතර, ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය එකතු කිරීම විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ අයනික සන්නායකතාවයට සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ සංසරණ ප්‍රතිවර්තනයට ද ඍණාත්මක බලපෑමක් ඇති කරන අතරම විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ වර්තන හැකියාව වැඩි කරයි.

සාමාන්‍යයෙන් එය: නව ඇල්කයිල් කාණ්ඩවල කාබන් අන්තර්ගතය 1; ඇරෝමැටික (ෆීනයිල්) කාණ්ඩ කොටස් 2ක් ආදේශිත ඇල්කයිල් කාණ්ඩය; 3ක් චක්‍රීය ව්‍යුහ පොස්පේට් සාදයි. කාබනික හැලජනීකරණය කළ ද්‍රව්‍ය (හැලජනීකරණය කළ ද්‍රාවකය): කාබනික හැලජනික් ගිනි නිවන ද්‍රව්‍යය ඉන්ෆ්ලුවෙන්සා ඉන්ෆ්ලුවෙන්සා ඉන්ෆ්ලුවෙන්සා සඳහා වැදගත් වේ. H, F මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමෙන් පසු, එහි භෞතික ගුණාංග වෙනස් වී ඇත, එනම් ද්‍රවාංකය අඩුවීම, දුස්ස්රාවිතතාවය අඩුවීම, රසායනික හා විද්‍යුත් රසායනික ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම යනාදිය.

කාබනික හැලජනික් ගිනි නිවන ද්‍රව්‍යයට ෆ්ලෝරෝසයික්ලික් කාබනේට්, ෆ්ලෝරෝ-දාම කාබනේට් සහ ඇල්කයිල්-පර්ෆ්ලෝරෝඩකේන් ඊතර් ආදිය ඇතුළත් කිරීම වැදගත් වේ. OHMI සහ අනෙකුත් සංසන්දනාත්මක ෆ්ලෝරෝඑතිල් ඊතර්, ෆ්ලෝරයිඩ් අඩංගු ෆ්ලෝරයිඩ් සංයෝග 33.3% (පරිමා භාගය) එකතු කිරීමෙන් 0 බව පෙන්නුම් කළේය.

67 mol / lliclo4 / Ec + DEC + PC (පරිමා අනුපාතය 1: 1: 1) ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඉහළ ෆ්ලෑෂ් ලක්ෂ්‍යයක් ඇති අතර, අඩු කිරීමේ විභවය කාබනික ද්‍රාවක EC, DEC සහ PC වලට වඩා වැඩි වන අතර එමඟින් ස්වාභාවික මිනිරන් මතුපිට SEI පටලයක් වේගයෙන් සෑදිය හැකි අතර, Cullen කාර්යක්ෂමතාවයේ සහ විසර්ජන ධාරිතාවයේ පළමු ආරෝපණය සහ විසර්ජනය වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ෆ්ලෝරයිඩ් විසින්ම ඉහත විස්තර කර ඇති ගිනි නිවන ද්‍රව්‍යයේ නිදහස් රැඩිකල් ග්‍රහණ ශ්‍රිතය භාවිතා නොකරයි, ඉහළ වාෂ්පශීලී සහ දැවෙන සුළු සම-ද්‍රාවක තනුක කිරීමට පමණි, එබැවින් විද්‍යුත් විච්ඡේදනය දැවෙන සුළු නොවන විට ඉලෙක්ට්‍රෝලය තුළ පරිමාව අනුපාතය පමණක් බොහෝ දුරට (70%) වේ. සංයුක්ත ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය: ඉලෙක්ට්‍රෝලය තුළ දැනට භාවිතා වන සංයුක්ත ගිනි නිවන ද්‍රව්‍යයේ PF සංයෝගයක් සහ NP-පන්තියේ සංයෝගයක් ඇත, නියෝජිත ද්‍රව්‍යවල වැදගත් හෙක්සමීතයිල්ෆොස්ෆරයිඩ් (HMPA), ෆ්ලෝරෝෆොස්ෆේට් ආදිය ඇත.

ගිනි නිවන ද්‍රව්‍යය ගිනි නිවන මූලද්‍රව්‍ය දෙකක සහයෝගී භාවිතය මගින් ගිනි නිවන බලපෑමක් ඇති කරයි. FEI සහ තවත් අය. NP ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය දෙකක් MEEP සහ MEE යෝජනා කරන අතර, එහි අණුක සූත්‍රය රූපය 1 හි දක්වා ඇත.

Licf3SO3 / MeEP :PC = 25:75, ඉලෙක්ට්‍රෝලය මගින් දැවෙන හැකියාව 90% කින් අඩු කළ හැකි අතර සන්නායකතාවය 2.5 × 10-3S / cm දක්වා ළඟා විය හැකිය. 2) අධික ලෙස ආරෝපණය කරන ලද ආකලන: ලිතියම්-අයන බැටරිය අධික ලෙස ආරෝපණය කළ විට ප්‍රතික්‍රියා මාලාවක් සිදු වේ.

ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ මතුපිට ඔක්සිකාරක වියෝජන ප්‍රතික්‍රියා වලදී ඉලෙක්ට්‍රෝලය සංරචකය (ද්‍රාවකය වැදගත් වේ) මතුපිටට ඇතුළු වී වායුව ජනනය වන අතර තාප ප්‍රමාණය මුදා හරිනු ලැබේ, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බැටරියේ අභ්‍යන්තර පීඩනය වැඩි වී උෂ්ණත්වය ඉහළ යන අතර බැටරියේ ආරක්ෂාවට බරපතල ලෙස බලපායි. අරමුණු යාන්ත්‍රණයෙන්, ඔක්සිකාරක ඉවත් කිරීමේ බල වර්ගය සහ විද්‍යුත් බහුඅවයවීකරණ වර්ග දෙක සඳහා ඕවර්චෝල් ආරක්ෂණ ආකලන වැදගත් වේ. ආකලන වර්ගය අනුව, එය ලිතියම් හේලයිඩ්, මෙටලෝසීන් සංයෝගයක් ලෙස බෙදිය හැකිය.

වර්තමානයේ, ආරෝපණ වෝල්ටීයතාවය සාමාන්‍ය කැපුම් වෝල්ටීයතාවය ඉක්මවන විට, ආකලන ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයෙන් ආරම්භ වන විට, රෙඩොක්ස් විරෝධී ආකලන මත අධිචාලනය කරන ලද අතිරේක අතිරේක ඇඩප්‍රේස් (BP) සහ සයික්ලොහෙක්සයිල්බෙන්සීන් (CHB) මූලධර්මය වේ. ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියාව, ඔක්සිකරණ නිෂ්පාදනය සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට විසරණය වන අතර, අඩු කිරීමේ ප්‍රතික්‍රියාව සිදු වේ. ධනාත්මක සහ සෘණ ධ්‍රැව අතර ඔක්සිකරණය වසා දමා අතිරික්ත ආරෝපණය අවශෝෂණය කරයි.

එහි නියෝජිත ද්‍රව්‍යවල ෆෙරෝසීන් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නය වන ෆෙරිඩ් 2,2-පිරිඩීන් සහ 1,10-යාබද ග්ලෙනොලින්, තයොල් ව්‍යුත්පන්න සංකීර්ණයක් ඇත. බහුඅවයවීකරණ බ්ලොක් ප්‍රති-පිරවූ ආකලන. නියෝජිත ද්‍රව්‍ය අතර සයික්ලොහෙක්සයිල්බෙන්සීන්, බයිෆීනයිල් සහ අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය ඇතුළත් වේ.

බයිෆීනයිල් පූර්ව ආරෝපිත ආකලන ලෙස භාවිතා කරන විට, වෝල්ටීයතාව 4.5 සිට 4.7V දක්වා ළඟා වූ විට, එකතු කරන ලද බයිෆීනයිල් විද්‍යුත් රසායනිකව බහුඅවයවීකරණය කර, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ මතුපිට සන්නායක පටල තට්ටුවක් සාදයි, බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි, එමඟින් ආරෝපණ ධාරාව ආරක්ෂා කිරීම සීමා කරයි.

2.2.2 අයන ද්‍රව අයන ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝලය සම්පූර්ණයෙන්ම යින් සහ කැටායන වලින් සමන්විත වේ.

අන්තර් අයන හෝ කැටායන පරිමාවන් දුර්වල බැවින්, අතරමැදි දුර්වල වන අතර, ඉලෙක්ට්‍රෝන ව්‍යාප්තිය අසමාන වන අතර, ඕන්-සෙන්සූනයට කාමර උෂ්ණත්වයේ දී නිදහසේ චලනය විය හැකිය, එය ද්‍රව වේ. එය ඉමිඩසෝල්, පිරසෝල්, පිරිඩීන්, ක්වාටර්නරි ඇමෝනියම් ලවණ ආදිය ලෙස බෙදිය හැකිය. ලිතියම් අයන බැටරිවල සාමාන්‍ය කාබනික ද්‍රාවකයට සාපේක්ෂව, අයනික ද්‍රවවලට වාසි 5ක් ඇත: 1 ඉහළ තාප ස්ථායිතාව, 200 ° C දිරාපත් විය නොහැක; 2 වාෂ්ප පීඩනය පාහේ 0 වේ, බැටරිය ගැන කරදර විය යුතු නැත; 3 අයනික ද්‍රවයක් දහනය කිරීම පහසු නැත විඛාදනයට ලක් නොවේ; 4 ඉහළ විද්‍යුත් සන්නායකතාවක් ඇත; 5 රසායනික හෝ විද්‍යුත් රසායනික ස්ථායිතාව හොඳයි.

AN හෝ ඒ හා සමාන දෙයක් PP13TFSI සහ 1Mollipf6ec / Dec (1: 1) ඉලෙක්ට්‍රෝලය බවට පත් කරයි, එමඟින් සම්පූර්ණයෙන්ම ඉන්ධන නොවන බලපෑම් ලබා ගත හැකි අතර අතුරුමුහුණත් අනුකූලතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා මෙම පද්ධතියට 2 wt% liboB ආකලන එකතු කරයි. විසඳිය යුතු එකම ගැටළුව වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝලය පද්ධතියේ අයන සන්නායකතාවයයි. 2.

2.3 ලිතියම් ලුණු වල තාප ස්ථායිතාව තෝරා ගැනීම හෙක්සාෆ්ලෝරෝෆොස්පේට් (LiPF6) යනු වෙළඳ භාණ්ඩ ලිතියම්-අයන බැටරියක බහුලව භාවිතා වන ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ලිතියම් ලුණු වේ. එහි ඒකීය ස්වභාවය ප්‍රශස්ත නොවූවත්, එහි සමස්ත කාර්ය සාධනය වඩාත්ම වාසිදායක වේ.

කෙසේ වෙතත්, LiPF6 හි අවාසි ද ඇත, උදාහරණයක් ලෙස, LiPF6 රසායනික හා තාප ගතිකව අස්ථායී වන අතර ප්‍රතික්‍රියාව සිදු වේ: LIPF (6S) → LIF (S) + PF (5G), ජනනය වන ප්‍රතික්‍රියාව PF5 ඔක්සිජන් පරමාණුවේ කාබනික ද්‍රාවකයට පහර දීම පහසුය. ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට හුදකලා වීම, ද්‍රාවකයේ විවෘත ලූප බහුඅවයවීකරණය සහ ඊතර් බන්ධන ඇති කරයි, මෙම ප්‍රතික්‍රියාව ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී විශේෂයෙන් බරපතල වේ. ඉහළ උෂ්ණත්ව ඉලෙක්ට්‍රෝලය ලවණ පිළිබඳ වත්මන් පර්යේෂණ කාබනික ලිතියම් ලවණ ක්ෂේත්‍රවල සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. බෝරෝන්-පාදක ලවණ, ඉමයින්-පාදක ලිතියම් ලවණ සමඟ නියෝජිත ද්‍රව්‍ය වැදගත් වේ.

LIB (C2O4) 2 (liboB) යනු මෑත වසරවලදී අලුතින් සංස්ලේෂණය කරන ලද ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ලවණයකි. එය බොහෝ විශිෂ්ට ගුණාංග ඇති අතර, 302 ° C උෂ්ණත්වයකදී දිරාපත් වන අතර, සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් තුළ ස්ථායී SEI පටලයක් සෑදිය හැකිය. PC පාදක විද්‍යුත් විච්ඡේදක ද්‍රාවණය තුළ මිනිරන් වල ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කරන්න, නමුත් එහි දුස්ස්රාවිතතාවය විශාල වන අතර, SEI පටලයේ සම්බාධනය සෑදී ඇත [14].

LIN (SO2CF3) 2 (Litfsi) හි වියෝජන උෂ්ණත්වය 360°C වන අතර සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වයේ දී අයන සන්නායකතාවය LiPF6 ට වඩා තරමක් අඩුය. විද්‍යුත් රසායනික ස්ථායිතාව යහපත් වන අතර ඔක්සිකරණ විභවය 5.0V පමණ වන අතර එය වඩාත්ම කාබනික ලිතියම් ලුණු වේ, නමුත් එය Al පාදක කට්ටල තරලයේ බරපතල විඛාදනයට හේතු වේ.

2.2.4 පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය කාන්දුවක් ගින්නක් ඇති කිරීමට ඉඩ ඇති විට, බොහෝ වෙළඳ භාණ්ඩ ලිතියම් අයන බැටරි දැවෙන සහ වාෂ්පශීලී කාබනේට් ද්‍රාවක භාවිතා කරයි.

මෙය විශේෂයෙන් ඉහළ ධාරිතාවයකින් යුත්, ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයකින් යුත් බලවත් ලිතියම්-අයන බැටරියයි. දැවෙන සුළු කාබනික ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝලයිට් වෙනුවට නිර්දෝෂී පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලයිට් භාවිතා කිරීම වෙනුවට, ලිතියම්-අයන බැටරිවල ආරක්ෂාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය. පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය, විශේෂයෙන් ජෙල් වර්ගයේ පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය පිළිබඳ පර්යේෂණ විශාල ප්‍රගතියක් ලබා ඇත.

වර්තමානයේ එය වාණිජ ලිතියම්-අයන බැටරිවල සාර්ථකව භාවිතා කර ඇත. පොලිමර් ශරීර වර්ගීකරණයට අනුව, ජෙල් පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය පහත සඳහන් කාණ්ඩ තුන සමඟ වැදගත් වේ: PAN-පාදක පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය, PMMA පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය, PVDF-පාදක පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය. කෙසේ වෙතත්, ජෙල් වර්ගයේ පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඇත්ත වශයෙන්ම වියළි පොලිමර් ඉලෙක්ට්‍රෝලයක සහ ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝලයක සම්මුතියක ප්‍රතිඵලයක් වන අතර, ජෙල් වර්ගයේ පොලිමර් බැටරිවලට තවමත් බොහෝ වැඩ කිරීමට තිබේ.

2.3 ධනාත්මක ද්‍රව්‍යයට ආරෝපණ තත්ව වෝල්ටීයතාවය 4V ට ​​වඩා වැඩි වූ විට ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය අස්ථායී බව තීරණය කළ හැකි අතර, ඔක්සිජන් දිරාපත් කිරීම සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී දියවන තාපයක් ජනනය කිරීම පහසුය, ඔක්සිජන් සහ කාබනික ද්‍රාවක විශාල තාපයක් සහ අනෙකුත් වායූන් ප්‍රතික්‍රියා කිරීම දිගටම කරගෙන යයි, බැටරියේ ආරක්ෂාව අඩු කරයි [2, 17-19]. එබැවින්, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ ප්‍රතික්‍රියාව තාපයට වැදගත් හේතුවක් ලෙස සැලකේ.

සාමාන්‍ය ද්‍රව්‍ය සම්බන්ධයෙන්, එහි ආරක්ෂාව සඳහා පොදු ක්‍රමය වැඩිදියුණු කිරීම ආලේපන වෙනස් කිරීමයි. MgO, A12O3, SiO2, TiO2, ZnO, SnO2, ZrO2 යනාදිය සමඟ ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ මතුපිට ආලේපනය සඳහා, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ වර්ණදේහය අඩු කරමින්, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ අදියර වෙනස් වීම වළක්වමින්, ඩයි +-පසුපස ධනාත්මක සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය ප්‍රතික්‍රියාව අඩු කළ හැකිය.

එහි ව්‍යුහාත්මක ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම, දැලිස් වල කැටායන වල අක්‍රමිකතා ප්‍රතිරෝධය අඩු කිරීම, එමඟින් සංසරණ ක්‍රියාවලියේ ද්විතියික ප්‍රතික්‍රියාව අඩු කිරීම. 2.4 කාබන් ද්‍රව්‍ය දැනට අඩු නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශයක්, ඉහළ ආරෝපණ සහ විසර්ජන වේදිකාවක්, කුඩා ආරෝපණ සහ විසර්ජන වේදිකාවක්, සාපේක්ෂව ඉහළ තාප ස්ථායිතාවයක්, සාපේක්ෂව හොඳ තාප තත්වයක්, සාපේක්ෂව ඉහළ තාප ස්ථායිතාවයක්, සාපේක්ෂව ඉහළ තාප ස්ථායිතාවයක්, සාපේක්ෂව ඉහළ තාප ස්ථායිතාවයක් භාවිතා කරයි.

අතරමැදි අවධි කාබන් ක්ෂුද්‍ර ගෝල (MCMB), හෝ ස්පිනල් ව්‍යුහයේ Li9Ti5o12 වැනි, ලැමිෙන්ටඩ් මිනිරන් වල ව්‍යුහාත්මක ස්ථායිතාවයට වඩා හොඳය [20]. කාබන් ද්‍රව්‍යවල ක්‍රියාකාරිත්වය දැනට වැඩිදියුණු කිරීමේ ක්‍රමය මතුපිට ප්‍රතිකාර සඳහා (මතුපිට ඔක්සිකරණය, මතුපිට හැලජනීකරණය, කාබන් ආවරණ, ආලේපන ලෝහ, ලෝහ ඔක්සයිඩ්, පොලිමර් ආලේපනය) හෝ ලෝහ හෝ ලෝහ නොවන මාත්‍රණය හඳුන්වා දීම සඳහා වැදගත් වේ. 2.

5 වාණිජ ලිතියම්-අයන බැටරිවල දැනට යොදන ප්‍රාචීරය තවමත් පොලිඔලෙෆින් ද්‍රව්‍යයක් වන අතර එහි වැදගත් අවාසි වන්නේ උණුසුම් වීම සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදක තරල කාන්දු වීම දුර්වල වීමයි. මෙම දෝෂ මඟහරවා ගැනීම සඳහා, පර්යේෂකයන් තාප ස්ථායිතා ද්‍රව්‍ය සෙවීම හෝ පොදු ප්‍රාචීරයක් පමණක් නොව, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ තාප ස්ථායිතාවයක් ද ඇති Al2O3 හෝ SiO2 නැනෝපවුඩියා කුඩා ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීම වැනි බොහෝ ක්‍රම උත්සාහ කර ඇත. භාවිත.

MIAO සහ තවත් අය, විද්‍යුත් ස්ථිතික භ්‍රමණ ක්‍රමය මගින් සකස් කරන ලද පොලිමයිඩ් නැනෝ වියන ලද නොවන නිෂ්පාදනය. DR සහ TGA වැනි ලක්ෂණ මගින් පෙන්නුම් කරන්නේ එයට 500 ° C දී තාප ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීමට පමණක් නොව, CELGARD ප්‍රාචීරයට සාපේක්ෂව වඩා හොඳ ඉලෙක්ට්‍රෝලය විනිවිද යාමක් ද ඇති බවයි. WANG සහ තවත් අය විසින් සකස් කරන ලද AL2O3-PVDF නැනෝස්කොපික් ක්ෂුද්‍ර සිදුරු සහිත පටලය, එය හොඳ විද්‍යුත් රසායනික ගුණ සහ තාප ස්ථායිතාව ප්‍රදර්ශනය කරයි, ලිතියම්-අයන බැටරි බෙදුම්කරුවන්ගේ භාවිතය තෘප්තිමත් කරයි.

3 කුඩා ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවලට වඩා බෙහෙවින් විශාල වන සහ භාවිත පරිසරය වඩාත් සංකීර්ණ වන විදුලි වාහන සහ බලශක්ති ගබඩා කිරීම සඳහා ලිතියම්-අයන බැටරි සාරාංශ කර බලාපොරොත්තු වන්න. සාරාංශයක් ලෙස, එහි ආරක්ෂාව විසඳිය නොහැකි බව අපට දැකගත හැකි අතර එය වර්තමාන තාක්ෂණික බාධකය බවට පත්ව ඇත. අසාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වයකින් පසු බැටරියේ ඇති විය හැකි තාප බලපෑම පිළිබඳව පසුකාලීන කටයුතු ගැඹුරින් අධ්‍යයනය කළ යුතු අතර ලිතියම් අයන බැටරියේ ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඵලදායී ක්‍රමයක් සොයා ගත යුතුය.

වර්තමානයේ, ෆ්ලෝරීන් අඩංගු ද්‍රාවක සහ ගිනි නිවන ආකලන භාවිතය ආරක්ෂිත ආකාරයේ ලිතියම්-අයන බැටරියක් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා වැදගත් දිශාවකි. විද්‍යුත් රසායනික ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව ආරක්ෂාව සමතුලිත කරන්නේ කෙසේද යන්න අනාගත පර්යේෂණ අවධානය යොමු කරනු ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත සංයුක්ත ගිනි නිවන අනුකලිත P, N, F සහ CL කට්ටලයක් සංවර්ධනය කර ඇති අතර, ඉහළ තාපාංකයක්, ඉහළ ෆ්ලෑෂ් ලක්ෂ්‍යයක් සහිත කාබනික ද්‍රාවකයක් සංවර්ධනය කර ඇති අතර, ඉහළ ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වයක් සහිත විද්‍යුත් විච්ඡේදක ද්‍රාවණයක් නිෂ්පාදනය කෙරේ.

සංයුක්ත ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය, ද්විත්ව ක්‍රියාකාරී ආකලන ද අනාගත සංවර්ධන ප්‍රවණතා බවට පත්වනු ඇත. ලිතියම් අයන බැටරි ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය සම්බන්ධයෙන්, ද්‍රව්‍යයේ මතුපිට රසායනික ගුණාංග වෙනස් වේ, ආරෝපණ සහ විසර්ජන විභවය මත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ සංවේදීතාවයේ මට්ටම නොගැලපේ, සහ සියලුම බැටරි ව්‍යුහාත්මක සැලසුම සඳහා එකක් හෝ සීමිත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ / ඉලෙක්ට්‍රෝලය / ආකලන කිහිපයක් භාවිතා කළ නොහැක. එමනිසා, අනාගතයේදී, නිශ්චිත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය සඳහා විවිධ බැටරි පද්ධති සංවර්ධනය කිරීම කෙරෙහි අපි අවධානය යොමු කළ යුතුය.

ඒ සමඟම, එය ඉහළ ආරක්ෂාවක් සහිත පොලිමර් ලිතියම්-අයන බැටරි පද්ධතියක් හෝ තනි කැටායන සන්නායක සහ වේගවත් අයන ප්‍රවාහනය සහ ඉහළ තාප ස්ථායීතාවයක් ඇති අකාබනික ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝලය සංවර්ධනය කිරීම ද සිදු කරයි. ඊට අමතරව, අයනික ද්‍රව ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩිදියුණු කිරීම, සරල හා ලාභ කෘතිම පද්ධති සංවර්ධනය කිරීම ද අනාගත පර්යේෂණවල වැදගත් අංගයකි.