लिथियम आयन बैटरी के तेजी से चार्ज क्षमता के लिए बिजली के ऑटोमोबाइल उद्योग का तेजी से विकास की आवश्यकता है बैटरी के त्वरित प्रभारी के लिए एक उच्च वर्तमान उदाहरण के लिए एक बेहतर इलेक्ट्रोड संरचना के लिए और अधिक बनाया गया है,, एनोड सामग्री की बेहतर दर क्षमता का उपयोग कर, कोटिंग एक इलेक्ट्रोड, नल घनत्व में कमी या तरह की मात्रा को कम, इन तरीकों को बहुत सारा प्यार नहीं है तेजी से एक लिथियम आयन बैटरी चार्ज के प्रदर्शन करने के लिए एक महान सुधार है, लेकिन अब इलेक्ट्रोलाइट प्रवास में ली + की लिफ्ट गुणांक के सभी लाया है चार्ज और निर्वहन करने की प्रक्रिया में, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच बिजली के क्षेत्र फैटायनों और anions धक्का होगा सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच स्थानांतरित करने के लिए (ली + धनात्मक आवेश वाले, बिजली के क्षेत्र में नकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ विस्थापित करेगा, इस तरह के रूप में PF6- anions, नकारात्मक चार्ज, सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए विस्थापित करेगा), इलेक्ट्रोलाइट की चालकता (विद्युत चालकता उच्च जरूरी उच्च गतिशीलता कुशल ली +) मतलब यह नहीं है है, लेकिन वास्तव में केवल ली + के प्रवास एक बिजली के क्षेत्र की कार्रवाई के तहत anions और फैटायनों से बना है यह हमारे लिए सार्थक है, इसलिए हम के चले गए ली + आयनों के सभी निम्न सूत्र में दिखाया गया है संख्या के अनुपात के लिए इलेक्ट्रोलाइट प्रवास खातों की ली + परिवहन संख्या की संख्या निर्धारित करते हैं।
हम उपरोक्त समीकरण से देख सकते हैं, ली + t + स्थानांतरण संख्या 1, ली + की इलेक्ट्रोलाइट प्रवास उच्च अनुपात, इलेक्ट्रोलाइट सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच आरोप हस्तांतरण के उच्च दक्षता हो जाएगा। हालांकि, मौजूदा वाणिज्यिक के करीब है लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट LiPF6 इलेक्ट्रोलाइट नमक कार्यरत है, और इसलिए विद्युत चालकता के अधिकांश, हालांकि वे एक उच्च विद्युत चालकता (1-10mS / सेमी) है, लेकिन वे ली के स्थानांतरण संख्या में हैं + 0.5 या उससे कम, जिसका मतलब है , एक एनायन PF6- द्वारा प्रदान की जाती हैं इस प्रकार इलेक्ट्रोलाइट समाधान भी बहुत कम हो की चालकता जिसका अर्थ है। इसका मुख्य कारण है, क्योंकि ली + solvate जब इलेक्ट्रोलाइट में भंग कर दिया, जिससे उसके एक सतह का निर्माण होते हैं solvation खोल परत है, जिससे ली + के प्रवास की गति को सीमित करने, और ऋणायन solvation लगभग नहीं होती है।
यह एक समस्या पैदा करता है - सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच एक सघनता अनुपात में जिसके परिणामस्वरूप, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह में अतिरिक्त anions एकत्रित करते हैं, एक लिथियम आयन बैटरी है जो इस तरह के एक एकाग्रता ध्रुवीकरण, परिणाम एक बड़ा overpotential, सीमा में उत्पादन कर सकते हैं लिथियम बैटरी ऊर्जा घनत्व और ऊर्जा घनत्व आयनों को बढ़ावा दिया। शोध से पता चलता है कि जब ली + स्थानांतरण संख्या के बारे में 0.7 की वृद्धि हुई, काफी कैसे उच्च विद्युत चालकता [सिग्मा], प्रतिधारण लिथियम आयन बैटरी का तेजी से चार्ज क्षमता में वृद्धि कर सकते हैं, और इसलिए लिथियम आयन बैटरी पावर घनत्व और ऊर्जा घनत्व में सुधार के लिए उच्च प्रवास गुणांक बहुत महत्वपूर्ण है।
एक लिथियम आयन की ली + बैटरी प्रदर्शन के प्रभाव स्थानांतरण संख्या का परीक्षण करने के लिए, कैलिफोर्निया, बर्कले, काइली M डीएडेरिचसेन विश्वविद्यालय एक झरझरा ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड की एक परिमित तत्व मॉडल का उपयोग कर, एक झरझरा LiCoO 2बैटरी मॉडल से बना (के रूप में एक के ऊपर दिखाया गया है) एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड का विश्लेषण किया गया था (प्रयोग तरल इलेक्ट्रोलाइट में नियंत्रण समूह है, जो परिवहन संख्या टी + 0.4 के बारे में ली +, के बारे में 10ms / सेमी की चालकता)।
(से 2-ग और घ छवि में बी आंकड़े से देखा जा सकता है, बढ़ती प्रवास, सेल overpotential (ध्रुवीकरण) चार्ज प्रक्रिया में साथ ली + की संख्या काफी कम है, और चार्ज उच्च आवर्धन पर देखा जा सकता है। 6C के तहत), चले गए कोशिकाओं की संख्या के एक उच्च ली + होने अंत में वसूली गई राशि को प्रवास के बैटरी कम संख्या है, जो ली + प्रवास के दौरान बड़ी संख्या को इंगित करता है को प्रभावी ढंग से तेजी से चार्ज क्षमता लिथियम आयन बैटरी सुधार कर सकते हैं की तुलना में काफी अधिक है। अगले हम चित्रा ई में मौजूद आंकड़ों पर नजर डालें, यह है कि 2 सी के प्रभारी दर पर 75% और 85% एसओसी को अलग-अलग चार्ज दरों पर हासिल करने के लिए कितना ज़रूरी है। ली + माइग्रेशन की संख्या जितनी बड़ी है, तदनुसार आवश्यक इलेक्ट्रोलाइट में कम चालकता होगी और यदि ली + का ट्रांसफर नंबर 0.8 पर पहुंच जाएगा, तरल इलेक्ट्रोलाइट की तुलना में विद्युत चालकता की आवश्यकता 50% कम हो सकती है।
चूंकि इलेक्ट्रोलाइट ली + स्थानांतरण संख्या बहुत महत्वपूर्ण है, यही कारण है कि ज्यादातर निर्माताओं अभी भी इलेक्ट्रोलाइट की इलेक्ट्रोलाइट चालकता द्वारा इसे का उपयोग विशेषता है? इसका कारण यह है परिपक्व चालकता परीक्षण विधि की तुलना में, ली + इलेक्ट्रोलाइट प्रवास की संख्या को मापने के लिए मुश्किल हो रहा है विशेष रूप से अधिक इलेक्ट्रोलाइट में दोनों आयनों यिन और यांग रहे प्रसार, जो ली + प्रवास की संख्या की माप करता है मुश्किल हो जाता है, और सटीकता कम है जो वर्तमान में ज्यादातर निर्माताओं इलेक्ट्रोलाइट की ली + परिवहन संख्या विशेषता का उपयोग नहीं किया जाता है, एक महत्वपूर्ण कारण।
बेशक, मुश्किल को मापने के लिए मतलब यह नहीं है वहाँ तरीकों में से ली + स्थानांतरण संख्या वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल विधि ब्रूस और विन्सेन्ट, विधि का सिद्धांत है कर रहे हैं को मापने के लिए कोई रास्ता नहीं है पहले लिथियम आयन बैटरी में वर्तमान मैं मापने के लिए किया जाता है अभी शुरू ही हुई है O (इस समय, इलेक्ट्रोलाइट समाधान अभी भी बहुत समान है), स्थिरीकरण की अवधि, स्थिर माप वर्तमान मैं के बाद एसएस हम मानते हैं सकारात्मक और नकारात्मक शुद्ध ऋणायन प्रवाह के बीच इस समय 0 अगर नकारात्मक और एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान के सकारात्मक पक्ष प्रतिक्रियाओं में से कुछ को नजरअंदाज कर दिया है, तो मौजूदा आईएसएस के समय चालन + ली के द्वारा होता है, हमारे पास टी + = मैं एसएस / IOलेकिन इस विधि को भी गंभीर सीमाएं हैं, पहली विधि केवल इलेक्ट्रोलाइट में एक कम एकाग्रता में भी प्रभावी है, और यह भी सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड बाहर रखा पक्ष प्रतिक्रियाओं में एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान की आवश्यकता है।
हाल ही में बलसारा न्यूमैन और न्यूमैन उपरोक्त विधि में संशोधन की संख्या को जोड़ते द्वारा किया जाता, एक और अधिक सटीक + परिवहन नंबर प्राप्त करने के लिए ली। बेशक, अन्य परीक्षण तरीकों इलेक्ट्रोलाइट ली + स्थानांतरण संख्या अभी भी एक बहुत है, लेकिन उनमें से ज्यादातर भी जटिल है, इसलिए अब का सबसे रहे हैं शोधकर्ताओं ने अब भी इलेक्ट्रोलाइट एक पतला मिश्रण संभालने है, जिससे माप प्रक्रिया को सरल।
इस लेख में हम के बीच लिथियम आयन बैटरी तेजी से चार्ज रिश्ते की ली + स्थानांतरण संख्या के मुख्य इलेक्ट्रोलाइट्स पर चर्चा प्रदर्शन, अनुसंधान, बर्कले काइली M डीएडेरिचसेन आइए ली + एक गहरी के साथ स्थानांतरण संख्या में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण समझ, हम कैसे इलेक्ट्रोलाइट ली सुधार करने के लिए + स्थानांतरण संख्या आगे अगले पता लगाया जा पर एक लेख में जारी रहेगा।
