லித்தியம் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்வதன் வெப்ப இழப்பு குறித்த ஆராய்ச்சியில் முன்னேற்றங்கள்

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

சுருக்கம்: உயர் பாதுகாப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரி ஆராய்ச்சிக்கான சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் மற்றும் மேம்பாட்டு வாய்ப்புகளின் சுருக்கம். எலக்ட்ரோலைட்டுகள் மற்றும் எலக்ட்ரோடுகளின் உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையிலிருந்து முக்கியமானது, லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளின் வெப்ப உறுதியற்ற தன்மைக்கான காரணங்கள் மற்றும் அவற்றின் வழிமுறைகள், தற்போதுள்ள வணிக லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அமைப்பு அதிக வெப்பநிலையில் போதுமானதாக இல்லை என்பதை தெளிவுபடுத்தியுள்ளன, உயர் வெப்பநிலை எலக்ட்ரோலைட்டுகள், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மாற்றங்கள் மற்றும் வெளிப்புற பேட்டரி மேலாண்மை போன்றவற்றை உருவாக்க முன்மொழிகிறது. உயர் பாதுகாப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை வடிவமைக்க.

பாதுகாப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் வளர்ச்சிக்கான தொழில்நுட்ப வாய்ப்பின் வளர்ச்சி குறித்த முன்னோக்கு. 0 அறிமுகம் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் குறைந்த விலை, அதிக செயல்திறன், அதிக சக்தி மற்றும் பசுமையான சூழல் காரணமாக புதிய வகை ஆற்றலின் பொதுவான பிரதிநிதியாக மாறுகின்றன, இது 3C டிஜிட்டல் தயாரிப்புகள், மொபைல் சக்தி மற்றும் மின்சார கருவிகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு தீவிரமடைதல் மற்றும் தேசிய கொள்கை வழிகாட்டுதல் காரணமாக, மின்சார வாகன அடிப்படையிலான மின்சார வாகன சந்தை லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான தேவையை அதிகரித்துள்ளது, அதிக சக்தி கொண்ட லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அமைப்புகளை உருவாக்கும் செயல்பாட்டில், பேட்டரி பாதுகாப்பு சிக்கல்கள் விரிவான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன, தற்போதுள்ள சிக்கல்களை அவசரமாக மேலும் தீர்க்க வேண்டும்.

பேட்டரி அமைப்பின் வெப்பநிலை மாற்றம் வெப்பத்தின் வெளிப்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் இரண்டு காரணிகளால் விநியோகிக்கப்படுகிறது. லித்தியம் அயன் பேட்டரியின் வெப்பம் ஏற்படுவது முக்கியமானது, வெப்பச் சிதைவுக்கும் பேட்டரி பொருளுக்கும் இடையிலான எதிர்வினையால் ஏற்படுகிறது. பேட்டரி அமைப்பின் வெப்பத்தைக் குறைத்து, உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு செயல்திறன் அமைப்பை மேம்படுத்தவும், பேட்டரி அமைப்பு பாதுகாப்பானது.

மொபைல் போன்கள் போன்ற சிறிய கையடக்க உபகரணங்களில், மடிக்கணினி பேட்டரி திறன் பொதுவாக 2AH ஐ விட குறைவாக இருக்கும், மேலும் மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பவர்-டைப் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி திறன் பொதுவாக 10Ah ஐ விட அதிகமாக இருக்கும், மேலும் சாதாரண செயல்பாட்டின் போது உள்ளூர் வெப்பநிலை பெரும்பாலும் 55 ° C ஐ விட அதிகமாக இருக்கும், மேலும் உள் வெப்பநிலை 300 ° C ஐ எட்டும், அதிக வெப்பநிலை அல்லது அதிக விகித சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்ற நிலைமைகளின் கீழ், வெப்பம் மற்றும் எரியக்கூடிய கரிம கரைப்பான் வெப்பநிலையின் அதிகரிப்பு தொடர்ச்சியான பக்க எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்தும், இறுதியில் வெப்பத்தை கட்டுப்பாட்டில் இருந்து நீக்கி பேட்டரி எரிப்பு அல்லது வெடிப்புக்கு வழிவகுக்கும் [3]. சிலருக்கு அதிக வெப்பம், முந்திச் செல்வது மற்றும் இயந்திர தாக்கத்தால் ஏற்படும் ஷார்ட் சர்க்யூட்டின் சொந்த வேதியியல் எதிர்வினை காரணிகளுக்கு கூடுதலாக, சில செயற்கை காரணிகளும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி ஏற்படுவதற்கு வழிவகுக்கும், இது பாதுகாப்பு விபத்துக்களை ஏற்படுத்தும். எனவே, லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் உயர் வெப்பநிலை செயல்திறனைப் படித்து மேம்படுத்துவது முக்கியம்.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் வெப்பக் கட்டுப்பாட்டை மீறுவதற்கான 1 வெப்பக் கட்டுப்பாட்டை மீறும் காரண பகுப்பாய்வு முக்கியமானது, ஏனெனில் பேட்டரியின் உள் வெப்பநிலை உயர்கிறது. தற்போது, ​​வணிக ரீதியான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பு LiPF6 இன் கலப்பு கார்பனேட் கரைசலாகும். இத்தகைய கரைப்பான் அதிக நிலையற்ற தன்மை, குறைந்த ஃபிளாஷ் புள்ளி, எரிவதற்கு மிகவும் எளிதானது.

மோதலால் ஏற்படும் உள் ஷார்ட் சர்க்யூட் அல்லது சிதைவு, அதிக விகிதத்தில் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் மற்றும் ஓவர்டேக் போன்றவற்றால், அதிக வெப்பம் ஏற்படும், இதன் விளைவாக பேட்டரி வெப்பநிலை அதிகரிக்கும். ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையை அடையும் போது, ​​தொடர்ச்சியான சிதைவு எதிர்வினைகள் பேட்டரியின் வெப்ப சமநிலையை சீர்குலைக்கும். இந்த வேதியியல் வினைகளால் வெளியிடப்படும் வெப்பத்தை சரியான நேரத்தில் வெளியேற்ற முடியாதபோது, ​​அது வினையின் முன்னேற்றத்தை அதிகப்படுத்தி, தொடர்ச்சியான சுய-வெப்பமூட்டும் பக்க எதிர்வினைகளைத் தூண்டும்.

பேட்டரி வெப்பநிலை கூர்மையாக உயர்கிறது, அதாவது, "வெப்பம் கட்டுப்பாட்டை மீறுகிறது", இறுதியில் பேட்டரி எரிவதற்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் ஒரு வெடிப்பு கூட தீவிரமாக நிகழ்கிறது. பொதுவாக, லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் வெப்பக் கட்டுப்பாட்டை மீறுவதற்கான காரணம், எலக்ட்ரோலைட்டின் வெப்ப உறுதியற்ற தன்மையிலும், எலக்ட்ரோலைட்டின் வெப்ப உறுதியற்ற தன்மையிலும், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனை சகவாழ்விலும் முக்கியமானது. தற்போது, ​​பெரிய அளவில், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பு, வெளிப்புற மேலாண்மை மற்றும் உள் வடிவமைப்பு ஆகியவற்றிலிருந்து, பாதுகாப்பு நோக்கங்களை அடைய உள் வெப்பநிலை, மின்னழுத்தம் மற்றும் காற்று அழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவது வரை முக்கியமானது.

2 வெப்பக் கட்டுப்பாட்டுக்கு வெளியே உள்ள உத்தியைத் தீர்க்கவும் 2. வெளிப்புற மேலாண்மை 1) PTC (நேர்மறை வெப்பநிலை குணகம்) கூறு: லித்தியம் அயன் பேட்டரியில் PTC கூறுகளை நிறுவவும், இது பேட்டரியின் உள்ளே உள்ள அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையைக் கருத்தில் கொண்டு, பேட்டரியை அதிக சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் வெப்பப்படுத்தும்போது, ​​பேட்டரி 10 ஆக இருக்கும். மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது, மேலும் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்களுக்கு இடையிலான மின்னழுத்தம் பாதுகாப்பான மின்னழுத்தமாகக் குறைக்கப்பட்டு பேட்டரியின் தானியங்கி பாதுகாப்பு செயல்பாட்டை உணரப்படுகிறது. 2) வெடிப்பு-தடுப்பு வால்வு: அசாதாரணத்தால் பேட்டரி மிகப் பெரியதாக இருக்கும்போது, ​​வெடிப்பு-தடுப்பு வால்வு சிதைந்து, இணைக்கப்பட வேண்டிய பேட்டரியின் உள்ளே வைக்கப்பட்டு, சார்ஜ் செய்வதை நிறுத்துங்கள்.

3) மின்னணுவியல்: 2 ~ 4 பேட்டரி பேக்குகள் மின்னணு சுற்று வடிவமைப்பு லித்தியம் அயன் பாதுகாப்பாளரை மேம்படுத்தலாம், அதிக சார்ஜ் மற்றும் அதிக வெளியேற்றத்தைத் தடுக்கலாம், பாதுகாப்பு விபத்துகளைத் தடுக்கலாம், பேட்டரி ஆயுளை நீட்டிக்கலாம். நிச்சயமாக, இந்த வெளிப்புற கட்டுப்பாட்டு முறைகள் ஒரு குறிப்பிட்ட விளைவைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் இந்த கூடுதல் சாதனங்கள் பேட்டரியின் சிக்கலான தன்மை மற்றும் உற்பத்தி செலவைச் சேர்த்துள்ளன, மேலும் அவை பேட்டரி பாதுகாப்பின் சிக்கலை முழுமையாக தீர்க்க முடியாது. எனவே, ஒரு உள்ளார்ந்த பாதுகாப்பு பாதுகாப்பு பொறிமுறையை நிறுவுவது அவசியம்.

2.2 லித்தியம் அயன் பேட்டரியாக எலக்ட்ரோலைட் எலக்ட்ரோலைட்டை மேம்படுத்துவதில், எலக்ட்ரோலைட்டின் தன்மை நேரடியாக பேட்டரியின் செயல்திறனை தீர்மானிக்கிறது, பேட்டரியின் திறன், இயக்க வெப்பநிலை வரம்பு, சுழற்சி செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பு செயல்திறன் ஆகியவை முக்கியம். தற்போது, ​​வணிக ரீதியான லித்தியம்-அயன் பேட்டரி மின்னாற்பகுப்பு கரைசல் அமைப்புகள், மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் கலவை LIPF6, வினைல் கார்பனேட் மற்றும் நேரியல் கார்பனேட் ஆகும்.

முன்புறம் ஒரு தவிர்க்க முடியாத மூலப்பொருள், மேலும் அவற்றின் பயன்பாடு பேட்டரி செயல்திறனின் அடிப்படையில் சில வரம்புகளையும் கொண்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், குறைந்த வெப்பநிலையில் இருக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டில் அதிக அளவு குறைந்த கொதிநிலை, குறைந்த ஃபிளாஷ் புள்ளி கார்பனேட் கரைப்பான் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஃபிளாஷ், ஒரு பெரிய பாதுகாப்பு ஆபத்து உள்ளது.

எனவே, பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் பாதுகாப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்த எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பை மேம்படுத்த முயற்சிக்கின்றனர். பேட்டரியின் முக்கிய உடல் பொருள் (எலக்ட்ரோடு பொருள், உதரவிதான பொருள், எலக்ட்ரோலைட் பொருள் உட்பட) குறுகிய காலத்தில் மாறாத நிலையில், லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பை மேம்படுத்த எலக்ட்ரோலைட்டின் நிலைத்தன்மை ஒரு முக்கியமான வழியாகும். 2.

2.1 செயல்பாட்டு சேர்க்கை செயல்பாட்டு சேர்க்கைகள் குறைந்த அளவு, இலக்கு அம்சத்தைக் கொண்டுள்ளன. அதாவது, உற்பத்தி செயல்முறையை மாற்றாமல் அல்லது கணிசமாக புதிய பேட்டரி செலவுகள் இல்லாமல் பேட்டரியின் சில மேக்ரோஸ்கோபிக் செயல்திறனை இது கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும்.

எனவே, இன்றைய லித்தியம்-அயன் பேட்டரியில் செயல்பாட்டு சேர்க்கைகள் ஒரு சூடான இடமாக மாறியுள்ளன, இது தற்போது லித்தியம்-அயன் பேட்டரி எலக்ட்ரோலைட்டின் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய நோய்க்கிருமி தீர்வாக இருக்கும் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பாதைகளில் ஒன்றாகும். பேட்டரி வெப்பநிலை மிக அதிகமாக இருப்பதையும், பேட்டரி மின்னழுத்தம் கட்டுப்பாட்டு வரம்பிற்குள் வரம்பிடப்படுவதையும் தடுப்பதே சேர்க்கைப் பொருளின் அடிப்படைப் பயன்பாடாகும். எனவே, சேர்க்கையின் வடிவமைப்பு வெப்பநிலை மற்றும் சார்ஜிங் திறனின் கண்ணோட்டத்தில் இருந்தும் கருதப்படுகிறது.

சுடர் தடுப்பு சேர்க்கை: சுடர் தடுப்பு சேர்க்கையை கரிம பாஸ்பரஸ் சுடர் தடுப்பு சேர்க்கைகள், நைட்ரஜன் கொண்ட கலவை சுடர் தடுப்பு சேர்க்கை, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சுடர் தடுப்பு சேர்க்கை மற்றும் கூட்டு சுடர் தடுப்பு சேர்க்கை என பிரிக்கலாம். 5 முக்கியமான பிரிவுகள். கரிம பாஸ்போர்செல்-சுடர் தடுப்பான்: சில அல்கைல் பாஸ்பேட், அல்கைல் பாஸ்பைட், ஃப்ளோரினேட்டட் பாஸ்பேட் மற்றும் பாஸ்பேட் நைட்ரைல் சேர்மங்கள் முக்கியமானவை.

ஹைட்ரஜன் ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களுடன் குறுக்கிடும் சுடர் ரிடார்டன்ட் மூலக்கூறுகளின் சங்கிலி எதிர்வினைக்கு சுடர் ரிடார்டன்ட் பொறிமுறை முக்கியமானது, இது ஃப்ரீ ரேடிக்கல் பிடிப்பு பொறிமுறை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. சேர்க்கை வாயுவாக்கச் சிதைவு பாஸ்பரஸ் கொண்ட ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களை வெளியிடுகிறது, இது ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களின் சங்கிலி எதிர்வினையை நிறுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. பாஸ்பேட் சுடர் தடுப்பான்: முக்கியமான பாஸ்பேட், டிரைதைல் பாஸ்பேட் (TEP), டிரிபியூட்டில் பாஸ்பேட் (TBP), முதலியன.

ஹெக்ஸாமெதில் பாஸ்பேசீன் (HMPN) போன்ற பாஸ்பேட் நைட்ரைல் கலவை, டிரைமெதில் பாஸ்பைட் (TMPI) போன்ற அல்கைல் பாஸ்பைட், மூன்று - (2,2,2-ட்ரைஃப்ளூரோஎத்தில்), பாஸ்பைட் (TT- FP), மூன்று-(2,2,2-ட்ரைஃப்ளூரோஎத்தில்) பாஸ்பேட் (TFP), டை-(2,2,2-ட்ரைஃப்ளூரோஎத்தில்)-மெத்தில் பாஸ்பேட் (BMP), (2,2,2-ட்ரைஃப்ளூரோஎத்தில்) - டைதைல் பாஸ்பேட் (TDP), ஃபீனைல்பாஸ்பேட் (DPOF) போன்றவை. ஒரு நல்ல தீத்தடுப்பு சேர்க்கைப் பொருளாகும். பாஸ்பேட் பொதுவாக ஒப்பீட்டளவில் அதிக பாகுத்தன்மை, மோசமான மின்வேதியியல் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் சுடர் தடுப்பானைச் சேர்ப்பது எலக்ட்ரோலைட்டின் அயனி கடத்துத்திறன் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டின் சுழற்சி மீள்தன்மை ஆகியவற்றில் எதிர்மறையான விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரோலைட்டின் ஒளிவிலகல் தன்மையை அதிகரிக்கிறது.

இது பொதுவாக: புதிய ஆல்கைல் குழுக்களின் 1 கார்பன் உள்ளடக்கம்; 2 அரோமாடிக் (ஃபீனைல்) குழு பகுதி மாற்று ஆல்கைல் குழு; 3 ஒரு சுழற்சி அமைப்பு பாஸ்பேட்டை உருவாக்குகின்றன. கரிம ஆலஜனேற்றப்பட்ட பொருள் (ஆலஜனேற்றப்பட்ட கரைப்பான்): கரிம ஆலஜனேற்ற சுடர் தடுப்பான், காய்ச்சல் காய்ச்சல் காய்ச்சலுக்கு முக்கியமானது. H ஆனது F ஆல் மாற்றப்பட்ட பிறகு, அதன் இயற்பியல் பண்புகள் மாறிவிட்டன, அதாவது உருகுநிலை குறைதல், பாகுத்தன்மை குறைதல், வேதியியல் மற்றும் மின்வேதியியல் நிலைத்தன்மை மேம்பாடு போன்றவை.

கரிம ஹாலஜோஜெனிக் சுடர் தடுப்பானில் ஃப்ளோரோசைக்ளிக் கார்பனேட்டுகள், ஃப்ளோரோ-சங்கிலி கார்பனேட்டுகள் மற்றும் அல்கைல்-பெர்ஃப்ளூரோடீக்கேன் ஈதர் போன்றவை அடங்கும். OHMI மற்றும் பிற ஒப்பீட்டு ஃப்ளோரோரெத்தில் ஈதர், ஃப்ளோரைடு கொண்ட ஃப்ளோரைடு சேர்மங்கள் 33.3% (தொகுதி பின்னம்) 0 ஐச் சேர்ப்பதன் மூலம் காட்டப்பட்டது.

67 mol / lliclo4 / Ec + DEC + PC (தொகுதி விகிதம் 1: 1: 1) எலக்ட்ரோலைட் அதிக ஃபிளாஷ் புள்ளியைக் கொண்டுள்ளது, குறைப்பு திறன் கரிம கரைப்பான் EC, DEC மற்றும் PC ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, இது இயற்கையான கிராஃபைட்டின் மேற்பரப்பில் ஒரு SEI படலத்தை விரைவாக உருவாக்கி, கல்லன் செயல்திறன் மற்றும் வெளியேற்ற திறனின் முதல் சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்றத்தை மேம்படுத்துகிறது. மேலே விவரிக்கப்பட்ட சுடர் தடுப்பானின் ஃப்ரீ ரேடிக்கல் பிடிப்பு செயல்பாட்டை ஃப்ளோரைடு பயன்படுத்துவதில்லை, அதிக ஆவியாகும் மற்றும் எரியக்கூடிய இணை-கரைப்பான்களை நீர்த்துப்போகச் செய்வதற்கு மட்டுமே, எனவே எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள தொகுதி விகிதம் மட்டுமே பெரும்பாலும் (70%) எலக்ட்ரோலைட் எரியக்கூடியதாக இல்லாதபோது இருக்கும். கூட்டுச் சுடர் தடுப்பான்: தற்போது எலக்ட்ரோலைட்டில் பயன்படுத்தப்படும் கூட்டுச் சுடர் தடுப்பான் ஒரு PF கலவை மற்றும் ஒரு NP-வகுப்பு சேர்மத்தைக் கொண்டுள்ளது, பிரதிநிதித்துவப் பொருட்கள் ஒரு முக்கியமான ஹெக்ஸாமெதில்பாஸ்போரைடு (HMPA), ஃப்ளோரோபாஸ்பேட் போன்றவற்றைக் கொண்டுள்ளன.

இரண்டு சுடர் தடுப்பு கூறுகளின் ஒருங்கிணைந்த பயன்பாட்டின் மூலம் சுடர் தடுப்பு விளைவை சுடர் தடுப்பு மருந்து செலுத்துகிறது. FEI மற்றும் பலர். இரண்டு NP சுடர் தடுப்பான்கள் MEEP மற்றும் MEE ஐ முன்மொழிகிறது, மேலும் அதன் மூலக்கூறு சூத்திரம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

Licf3SO3 / MeEP :PC = 25:75, எலக்ட்ரோலைட் 90% எரியக்கூடிய தன்மையைக் குறைக்கும், மேலும் கடத்துத்திறன் 2.5 × 10-3S / செ.மீ. அடையும். 2) அதிக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சேர்க்கை: லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அதிகமாக சார்ஜ் செய்யப்படும்போது தொடர்ச்சியான எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன.

நேர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பில் ஆக்ஸிஜனேற்ற சிதைவு எதிர்வினைகளின் மேற்பரப்பில் எலக்ட்ரோலைட் கூறு (கரைப்பான் முக்கியமானது) ஊடுருவி, வாயு உருவாக்கப்பட்டு வெப்பத்தின் அளவு வெளியிடப்படுகிறது, இதன் விளைவாக பேட்டரியின் உள் அழுத்தம் அதிகரித்து வெப்பநிலை உயர்கிறது, மேலும் பேட்டரியின் பாதுகாப்பு கடுமையாக பாதிக்கப்படுகிறது. நோக்க பொறிமுறையிலிருந்து, ஆக்ஸிஜனேற்ற நீக்கும் சக்தி வகை மற்றும் இரண்டு வகையான மின் பாலிமரைசேஷன் வகைக்கு ஓவர்ஷால் பாதுகாப்பு சேர்க்கை முக்கியமானது. சேர்க்கை வகையிலிருந்து, இதை லித்தியம் ஹாலைடு, மெட்டாலோசீன் கலவை எனப் பிரிக்கலாம்.

தற்போது, ​​சார்ஜிங் மின்னழுத்தம் சாதாரண கட்ஆஃப் மின்னழுத்தத்தை மீறும் போது, ​​சேர்க்கை நேர்மறை மின்முனையில் தொடங்குகிறது, இதில் ரெடாக்ஸ் எதிர்ப்பு ஓவர்சார்ட் சேர்க்கைகளில் ஓவர்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கூடுதல் கூடுதல் அடாபிரேஸ் (BP) மற்றும் சைக்ளோஹெக்சில்பென்சீன் (CHB) ஆகியவை கொள்கையாகும். ஆக்சிஜனேற்ற வினையில், ஆக்சிஜனேற்ற விளைபொருள் எதிர்மறை மின்முனைக்கு பரவுகிறது, மேலும் குறைப்பு வினை ஏற்படுகிறது. நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்களுக்கு இடையில் ஆக்ஸிஜனேற்றம் மூடப்பட்டு, அதிகப்படியான மின்னூட்டத்தை உறிஞ்சுகிறது.

இதன் பிரதிநிதித்துவப் பொருட்கள் ஃபெரோசீன் மற்றும் அதன் வழித்தோன்றலான ஃபெரிட் 2,2-பைரிடின் மற்றும் 1,10-அருகிலுள்ள க்ளெனோலின், தியோல் வழித்தோன்றலின் கலவையைக் கொண்டுள்ளன. பாலிமரைசேஷன் தொகுதி எதிர்ப்பு நிரப்பப்பட்ட சேர்க்கை. பிரதிநிதித்துவப் பொருட்களில் சைக்ளோஹெக்சில்பென்சீன், பைஃபீனைல் மற்றும் பிற பொருட்கள் அடங்கும்.

பைஃபீனைலை முன்-சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சேர்க்கைப் பொருளாகப் பயன்படுத்தும்போது, ​​மின்னழுத்தம் 4.5 முதல் 4.7V வரை அடையும் போது, ​​சேர்க்கப்பட்ட பைஃபீனைல் மின்வேதியியல் ரீதியாக பாலிமரைஸ் செய்யப்பட்டு, நேர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பில் கடத்தும் படலத்தின் ஒரு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது, இதன் மூலம் சார்ஜிங் மின்னோட்ட பாதுகாப்பைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

2.2.2 அயன் திரவ அயனி திரவ எலக்ட்ரோலைட் முழுமையாக யின் மற்றும் கேஷன் ஆகியவற்றால் ஆனது.

இடைநிலை அயனிகள் அல்லது கேஷனிக் கன அளவுகள் பலவீனமாக இருப்பதால், இடைநிலை பலவீனமாக உள்ளது, எலக்ட்ரான் பரவல் சீரற்றதாக உள்ளது, மேலும் ஓன்-சென்சூன் அறை வெப்பநிலையில், அதாவது திரவ நிலையில், சுதந்திரமாக நகர முடியும். இதை இமிடாசோல், பைரசோல், பைரிடின், குவாட்டர்னரி அம்மோனியம் உப்பு போன்றவற்றாகப் பிரிக்கலாம். லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளின் சாதாரண கரிம கரைப்பானுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அயனி திரவங்களுக்கு 5 நன்மைகள் உள்ளன: 1 அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை, 200 ° C சிதைக்க முடியாது; 2 நீராவி அழுத்தம் கிட்டத்தட்ட 0, பேட்டரி பற்றி கவலைப்பட வேண்டியதில்லை; 3 அயனி திரவம் எரிக்க எளிதானது அல்ல அரிக்கும் தன்மை இல்லை; 4 அதிக மின் கடத்துத்திறன் கொண்டது; 5 வேதியியல் அல்லது மின்வேதியியல் நிலைத்தன்மை நல்லது.

AN அல்லது அதுபோன்றவை PP13TFSI மற்றும் 1Mollipf6ec / Dec (1: 1) ஐ ஒரு எலக்ட்ரோலைட்டாக உருவாக்குகின்றன, இது முற்றிலும் எரிபொருள் அல்லாத விளைவுகளை அடைய முடியும், மேலும் இடைமுக இணக்கத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்த இந்த அமைப்பில் 2 wt% liboB சேர்க்கையைச் சேர்க்கிறது. எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பில் உள்ள அயனியின் கடத்துத்திறன் மட்டுமே தீர்க்கப்பட வேண்டிய ஒரே பிரச்சனை. 2.

2.3 லித்தியம் உப்பின் வெப்ப நிலைத்தன்மையைத் தேர்ந்தெடுப்பது ஹெக்ஸாஃப்ளூரோபாஸ்பேட் (LiPF6) என்பது ஒரு பண்ட லித்தியம்-அயன் பேட்டரியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோலைட் லித்தியம் உப்பு ஆகும். அதன் ஒற்றை இயல்பு உகந்ததாக இல்லாவிட்டாலும், அதன் ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் மிகவும் சாதகமானது.

இருப்பினும், LiPF6 க்கும் அதன் குறைபாடு உள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக, LiPF6 வேதியியல் மற்றும் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக நிலையற்றது, மேலும் வினை நிகழ்கிறது: LIPF (6S) → LIF (S) + PF (5G), உருவாக்கப்பட்ட வினை PF5 ஆக்ஸிஜன் அணுவில் உள்ள கரிம கரைப்பானைத் தாக்குவது எளிது. எலக்ட்ரான்களுக்கு தனிமையாக இருப்பதால், கரைப்பானின் திறந்த வளைய பாலிமரைசேஷன் மற்றும் ஈதர் பிணைப்புகள் ஏற்படுகின்றன, இந்த எதிர்வினை அதிக வெப்பநிலையில் குறிப்பாக தீவிரமானது. உயர் வெப்பநிலை எலக்ட்ரோலைட் உப்புகள் குறித்த தற்போதைய ஆராய்ச்சி கரிம லித்தியம் உப்பு வயல்களில் குவிந்துள்ளது. போரான் சார்ந்த உப்புகள், இமைன் சார்ந்த லித்தியம் உப்புகளுடன் பிரதிநிதித்துவப் பொருட்கள் முக்கியமானவை.

LIB (C2O4) 2 (liboB) என்பது சமீபத்திய ஆண்டுகளில் புதிதாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரோலைட் உப்பாகும். இது பல சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, 302 ° C வெப்பநிலையில் சிதைவடைகிறது, எதிர்மறை மின்முனையில் ஒரு நிலையான SEI படலத்தை உருவாக்க முடியும். PC அடிப்படையிலான மின்னாற்பகுப்பு கரைசலில் கிராஃபைட்டின் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும், ஆனால் அதன் பாகுத்தன்மை அதிகமாக இருப்பதால், SEI படலத்தின் மின்மறுப்பு உருவாக்கப்பட்டது [14].

LIN (SO2CF3) 2 (Litfsi) இன் சிதைவு வெப்பநிலை 360°C ஆகும், மேலும் சாதாரண வெப்பநிலையில் அயனி கடத்துத்திறன் LiPF6 ஐ விட சற்று குறைவாக இருக்கும். மின்வேதியியல் நிலைத்தன்மை நன்றாக உள்ளது, மேலும் ஆக்சிஜனேற்ற திறன் சுமார் 5.0V ஆகும், இது மிகவும் கரிம லித்தியம் உப்பு ஆகும், ஆனால் இது அல் பேஸ் செட் திரவத்தின் கடுமையான அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது.

2.2.4 பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் பல பொருட்கள் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் கசிவு தீயை ஏற்படுத்த வாய்ப்புள்ள பட்சத்தில், எரியக்கூடிய மற்றும் ஆவியாகும் கார்பனேட் கரைப்பான்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.

இது குறிப்பாக அதிக திறன் கொண்ட, அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட சக்திவாய்ந்த லித்தியம்-அயன் பேட்டரி ஆகும். எரியக்கூடிய கரிம திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்குப் பதிலாக நேர்மையற்ற பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட்டுகளைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, இது லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பை கணிசமாக மேம்படுத்தும். பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட், குறிப்பாக ஜெல் வகை பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் பற்றிய ஆராய்ச்சி பெரும் முன்னேற்றம் அடைந்துள்ளது.

தற்போது, ​​இது வணிக ரீதியான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பாலிமர் உடல் வகைப்பாட்டின் படி, ஜெல் பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் பின்வரும் மூன்று வகைகளுடன் முக்கியமானது: PAN- அடிப்படையிலான பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட், PMMA பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட், PVDF- அடிப்படையிலான பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட். இருப்பினும், ஜெல்-வகை பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் உண்மையில் உலர்ந்த பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் திரவ எலக்ட்ரோலைட் சமரசத்தின் விளைவாகும், மேலும் ஜெல்-வகை பாலிமர் பேட்டரிகள் இன்னும் நிறைய வேலைகளைச் செய்ய வேண்டியுள்ளது.

2.3 சார்ஜிங் நிலை மின்னழுத்தம் 4V க்கு மேல் இருக்கும்போது நேர்மறை மின்முனை பொருள் நிலையற்றது என்பதை நேர்மறை பொருள் தீர்மானிக்க முடியும், மேலும் ஆக்ஸிஜனை சிதைக்க அதிக வெப்பநிலையில் கரைந்த வெப்பத்தை உருவாக்குவது எளிது, ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கரிம கரைப்பான்கள் அதிக அளவு வெப்பத்தையும் பிற வாயுக்களையும் தொடர்ந்து வினைபுரிந்து, பேட்டரியின் பாதுகாப்பைக் குறைக்கின்றன [2, 17-19]. எனவே, நேர்மறை மின்முனை மற்றும் மின்னாற்பகுப்பின் எதிர்வினை வெப்பத்திற்கு ஒரு முக்கிய காரணமாகக் கருதப்படுகிறது.

சாதாரண பொருளைப் பொறுத்தவரை, அதன் பாதுகாப்பிற்கான பொதுவான முறையை மேம்படுத்துவது பூச்சு மாற்றமாகும். நேர்மறை மின்முனைப் பொருளின் மேற்பரப்பு பூச்சுக்கு MgO, A12O3, SiO2, TiO2, ZnO, SnO2, ZrO2 போன்றவை, டை +-பின்புற நேர்மறை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டின் எதிர்வினையைக் குறைக்கலாம், அதே நேரத்தில் நேர்மறை மின்முனையின் குரோமடோகிராஃபியைக் குறைத்து, நேர்மறை மின்முனைப் பொருளின் கட்ட மாற்றத்தைத் தடுக்கலாம்.

அதன் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தவும், லேட்டிஸில் உள்ள கேஷன் அயனியின் கோளாறு எதிர்ப்பைக் குறைக்கவும், இதன் மூலம் சுழற்சி செயல்முறையின் இரண்டாம் நிலை எதிர்வினையைக் குறைக்கவும். 2.4 கார்பன் பொருள் தற்போது குறைந்த குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பகுதி, அதிக மின்னூட்டம் மற்றும் வெளியேற்ற தளம், ஒரு சிறிய மின்னூட்டம் மற்றும் வெளியேற்ற தளம், ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை, ஒப்பீட்டளவில் நல்ல வெப்ப நிலை, ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை, ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை, ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகிறது.

இடைநிலை கட்ட கார்பன் நுண்கோளங்கள் (MCMB), அல்லது ஸ்பைனல் அமைப்பின் Li9Ti5o12 போன்றவை, இது லேமினேட் செய்யப்பட்ட கிராஃபைட்டின் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை விட சிறந்தது [20]. கார்பன் பொருட்களின் செயல்திறனை தற்போது மேம்படுத்தும் முறை மேற்பரப்பு சிகிச்சைக்கு (மேற்பரப்பு ஆக்சிஜனேற்றம், மேற்பரப்பு ஹாலஜனேஷன், கார்பன் உறைப்பூச்சு, பூச்சு உலோகம், உலோக ஆக்சைடு, பாலிமர் பூச்சு) அல்லது உலோகம் அல்லது உலோகமற்ற ஊக்கமருந்தை அறிமுகப்படுத்துவதற்கு முக்கியமானது. 2.

5 தற்போது வணிக ரீதியான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் டயாபிராம் இன்னும் பாலியோல்ஃபின் பொருளாகவே உள்ளது, மேலும் அதன் முக்கியமான குறைபாடுகள் வெப்பம் மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு திரவ ஊடுருவல் மோசமாக உள்ளது. இந்தக் குறைபாடுகளைச் சமாளிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல வழிகளை முயற்சித்துள்ளனர், எடுத்துக்காட்டாக வெப்ப நிலைத்தன்மைப் பொருட்களைத் தேடுவது, அல்லது ஒரு சிறிய அளவு Al2O3 அல்லது SiO2 நானோபவுடியாவைச் சேர்ப்பது, இது பொதுவான உதரவிதானத்தைக் கொண்டிருப்பது மட்டுமல்லாமல், நேர்மறை மின்முனைப் பொருளின் வெப்ப நிலைத்தன்மையையும் கொண்டுள்ளது. பயன்படுத்த.

MIAO மற்றும் பலர், நிலைமின் சுழற்சி முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட பாலிமைடு நானோ நெய்யப்படாத உற்பத்தி. DR மற்றும் TGA போன்ற குணாதிசயங்கள், இது 500 ° C இல் வெப்ப நிலைத்தன்மையை பராமரிப்பது மட்டுமல்லாமல், CELGARD உதரவிதானத்துடன் ஒப்பிடும்போது சிறந்த எலக்ட்ரோலைட் ஊடுருவலையும் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. WANG மற்றும் பலர் தயாரித்த AL2O3-PVDF நானோஸ்கோபிக் மைக்ரோபோரஸ் சவ்வு, இது நல்ல மின்வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மையை வெளிப்படுத்துகிறது, லித்தியம்-அயன் பேட்டரி பிரிப்பான்களின் பயன்பாட்டை திருப்திப்படுத்துகிறது.

3 மின்சார வாகனங்களுக்கான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்புக்கான சுருக்கம் மற்றும் எதிர்பார்ப்பு, இது சிறிய மின்னணு உபகரணங்களை விட மிகப் பெரியது, மேலும் பயன்பாட்டு சூழல் மிகவும் சிக்கலானது. சுருக்கமாக, அதன் பாதுகாப்பு தீர்க்கப்படுவதிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருப்பதையும், தற்போதைய தொழில்நுட்ப சிக்கலாக மாறியுள்ளதையும் நாம் காணலாம். அசாதாரண செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு பேட்டரி ஏற்படுத்தக்கூடிய வெப்ப விளைவு குறித்து அடுத்தடுத்த பணிகள் ஆழமாக இருக்க வேண்டும், மேலும் லித்தியம் அயன் பேட்டரியின் பாதுகாப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு பயனுள்ள வழியைக் கண்டறிய வேண்டும்.

தற்போது, ​​பாதுகாப்பு வகை லித்தியம்-அயன் பேட்டரியை உருவாக்குவதற்கு ஃப்ளோரின் கொண்ட கரைப்பான் மற்றும் சுடர் தடுப்பு சேர்க்கைகளின் பயன்பாடு ஒரு முக்கியமான திசையாகும். மின்வேதியியல் செயல்திறன் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை பாதுகாப்பை எவ்வாறு சமநிலைப்படுத்துவது என்பது எதிர்கால ஆராய்ச்சி மையமாக இருக்கும். உதாரணமாக, உயர் செயல்திறன் கொண்ட கலப்பு சுடர் தடுப்பு ஒருங்கிணைந்த ஒருங்கிணைந்த தொகுப்பு P, N, F மற்றும் CL உருவாக்கப்பட்டது, மேலும் அதிக கொதிநிலை, அதிக ஃபிளாஷ் புள்ளி கொண்ட ஒரு கரிம கரைப்பான் உருவாக்கப்பட்டது, மேலும் உயர் பாதுகாப்பு செயல்திறன் கொண்ட ஒரு மின்னாற்பகுப்பு கரைசல் தயாரிக்கப்படுகிறது.

கூட்டு சுடர் தடுப்பான்கள், இரட்டை செயல்பாட்டு சேர்க்கைகள் ஆகியவை எதிர்கால வளர்ச்சி போக்குகளாக மாறும். லித்தியம் அயன் பேட்டரி எலக்ட்ரோடு பொருளைப் பொறுத்தவரை, பொருளின் மேற்பரப்பு வேதியியல் பண்புகள் வேறுபட்டவை, சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் ஆற்றலில் எலக்ட்ரோடு பொருளின் உணர்திறன் அளவு சீரற்றது, மேலும் அனைத்து பேட்டரி கட்டமைப்பு வடிவமைப்பிலும் ஒன்று அல்லது வரையறுக்கப்பட்ட பல எலக்ட்ரோடு / எலக்ட்ரோலைட் / சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்துவது சாத்தியமில்லை. எனவே, எதிர்காலத்தில், குறிப்பிட்ட மின்முனைப் பொருட்களுக்கு வெவ்வேறு பேட்டரி அமைப்புகளை உருவாக்குவதில் நாம் கவனம் செலுத்த வேண்டும்.

அதே நேரத்தில், இது உயர் பாதுகாப்புடன் கூடிய பாலிமர் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அமைப்பையும் அல்லது ஒற்றை கேஷன் கடத்தும் மற்றும் வேகமான அயனி போக்குவரத்து மற்றும் அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை கொண்ட கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்குவதையும் உருவாக்கி வருகிறது. கூடுதலாக, அயனி திரவ செயல்திறனை மேம்படுத்துதல், எளிய மற்றும் மலிவான செயற்கை அமைப்புகளை உருவாக்குதல் ஆகியவை எதிர்கால ஆராய்ச்சியின் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும்.