Le développement rapide de l'industrie automobile électrique pour la capacité de charge rapide de la batterie au lithium-ion nécessite un courant plus élevé pour une charge rapide de la batterie est conçue plus pour une structure d'électrode améliorée, par exemple, en utilisant une meilleure capacité de débit du matériau d'anode, en réduisant la quantité de revêtement d'une électrode, diminution du robinet de densité ou similaires, ces méthodes ont apporté une grande amélioration à la performance de la charge rapide d'une batterie lithium-ion, mais maintenant tous le coefficient de portance de Li + dans la migration de l'électrolyte est pas beaucoup d'intérêt dans le processus de charge et de décharge, le champ électrique entre les électrodes positive et négative va pousser les cations et les anions à migrer entre l'électrode positive et négative (Li + chargé positivement, va migrer, les anions, tels que PF6 avec l'électrode négative dans le champ électrique charge négative, va migrer vers l'électrode positive), la conductivité de l'électrolyte est composé d'anions et de cations sous l'action d'un champ électrique (conductivité électrique est élevée ne signifie pas nécessairement une grande mobilité efficace Li +), mais en fait que la migration de Li + il est significatif pour nous, donc on doit définir le nombre de nombre de transport Li + des comptes de migration d'électrolyte pour le rapport entre le nombre de migrer tous les ions Li + est représentée dans la formule suivante.
On peut voir à partir de l'équation ci-dessus, le Li + t + numéro transfert est plus proche de 1, la proportion de migration d'électrolyte plus élevé de Li +, l'électrolyte sera une plus grande efficacité du transfert de charge entre les électrodes positives et négatives. Cependant, commercial actuel la batterie lithium-ion est utilisé électrolyte de sel d'électrolyte de LiPF6, et donc plus de la conductivité électrique, même si elles ont une conductivité électrique élevée (1-10mS / cm), mais ils sont tous dans le numéro de transfert de Li + 0,5 ou moins, ce qui signifie que sont fournis par un PF6 d'anions, ce qui signifie donc la conductivité de la solution électrolytique a également considérablement réduit. la raison principale de ceci est parce que Li + se produit solvate lorsqu'il est dissous dans l'électrolyte, produisant ainsi une surface de celui-ci La couche solvate la coquille, limitant ainsi la vitesse de migration de Li +, tandis que l'anion est difficilement solvaté.
Ceci pose le problème que trop d'anions s'accumule à la surface de l'électrode positive, créant un gradient de concentration entre les électrodes positive et négative, ce qui provoque une polarisation de concentration de la batterie lithium-ion entraînant un fort surpotentiel, limitant ions de densité de la batterie au lithium de l'énergie et la densité de puissance promu. la recherche montre que lorsque le nombre de transfert Li + a augmenté à environ 0,7, peut améliorer considérablement la capacité de charge rapide des batteries au lithium-ion, et donc comment une conductivité électrique élevée [sigma], la rétention Un coefficient de migration élevé pour améliorer la densité de puissance de la batterie lithium-ion et la densité d'énergie est d'une grande importance.
Pour tester le numéro de transfert d'influence de la performance de la batterie Li + d'un ion lithium, l'Université de Californie, Berkeley, Kyle M. Diederichsen en utilisant un modèle d'éléments finis d'une électrode négative de graphite poreux, un LiCoO poreux 2Une électrode positive faite du modèle de batterie (comme indiqué ci-dessus a) a été analysée (le groupe témoin dans l'électrolyte liquide expérience, dont le nombre de transport t + Li + d'environ 0,4, une conductivité d'environ 10mS / cm).
B peut être vu sur la figure, le nombre de Li + à la migration croissante, surtension cellule (polarisation) dans le processus de charge est réduit de manière significative, et le chargement peut être vue à plus fort grossissement (de 2-c et d de la figure. 6C), la batterie avec un nombre élevé de transfert Li + a finalement été significativement plus élevée que le faible nombre de cellules migrantes, ce qui indique que le nombre élevé de migration Li + peut effectivement améliorer la capacité de charge rapide des batteries lithium-ion. Regardez les données de la figure E, c'est-à-dire combien de Li + est nécessaire pour atteindre 75% et 85% de SoC à différents taux de charge à un taux de charge de 2 C. Plus le nombre de migrations Li + est important, Ensuite, l'électrolyte requis aura une conductivité plus faible, et si le nombre de transfert de Li + atteint 0,8, les exigences de conductivité électrique peuvent être réduites de 50% par rapport à l'électrolyte liquide.
Etant donné que l'électrolyte Li + numéro de transfert est si important, pourquoi la plupart des fabricants sont toujours caractérisés par une conductivité électrolytique de l'électrolyte à l'utiliser? En effet, par rapport à la méthode d'essai de conductivité mature, mesurer le nombre de migration d'électrolyte Li + difficile Il est difficile et difficile de mesurer le nombre de migration de Li +, en particulier lorsque la plupart des ions de l'électrolyte sont diffusés, c'est pourquoi la plupart des fabricants n'utilisent pas le numéro de mobilité Li + pour caractériser l'électrolyte. Raison importante
Bien sûr, difficile à mesurer ne signifie pas qu'il n'y a aucun moyen de mesurer Li + nombre transfert d'approches sont actuellement méthode la plus utilisée est Bruce et Vincent, le principe de la méthode est de mesurer d'abord le courant dans la batterie lithium-ion vient de commencer O (A ce moment l'électrolyte est encore très uniforme), après une période de stabilité, mesurez le courant continu I SS Nous supposons que cette fois-ci entre le flux d'anions net positif et négatif est 0, si elles sont ignorées certains des effets néfastes et les réactions secondaires positifs d'une solution électrolytique, le temps de l'ISS en cours est par conduction + Li, nous avons t + = Je SS / IOCependant, il existe encore certaines limites dans cette méthode: premièrement, la méthode n'est efficace que dans les électrolytes à faible concentration, et il est également nécessaire d'éliminer les réactions secondaires qui se produisent dans les électrolytes positifs et négatifs.
Récemment Balsara Newman et Newman effectué en ajoutant un certain nombre de modifications apportées à la méthode ci-dessus, pour obtenir un numéro de transport plus précis + Li. Bien sûr, d'autres méthodes d'essai électrolyte Li + numéro de transfert est encore beaucoup, mais la plupart d'entre eux sont trop compliquées, maintenant la plupart des Des chercheurs supposent toujours que l'électrolyte est une solution diluée, ce qui simplifie le processus de mesure.
Dans cet article, nous discutons les principaux électrolytes du Li + numéro de transfert de batterie lithium-ion rapide relation de charge entre la performance, la recherche, Berkeley Kyle M. Diederichsen Let est important d'améliorer le Li + numéro de transfert avec une profonde Dans le prochain article, nous continuerons à explorer comment augmenter le nombre de migrations Li + dans les électrolytes.
