갑자기 겨울에 얼어 붙은 손에 냉동 된 온도로 갔고, 북부 Xiaobian에서 기온이 제로로 떨어졌을 때, 이미 자켓과 추운 날씨로 인해서 우리는 견딜 수 없을뿐만 아니라, 리튬 이온 배터리 측면에서 훨씬 더 좋습니다 도전 과제는 리튬 이온 배터리의 운동 조건이 저온에서 악화되고 전해질의 점도가 증가하며 배터리의 분극이 증가하여 전기적 특성이 급격히 저하된다는 것입니다.
리튬 이온 전지의 저온 성능에 영향을 미치는 다양한 요인에는, 전해질이 매우 중요한 요소이며, 종래의 리튬 이온 전지의 전해질은 주로 카보네이트 계 용매, 용질 염 LiPF6를이고, 전해질로 구성되어 그 실온에서의 전기 전도도 높은, 우수한 전기 화학적 성능이지만 낮은 온도에서 빠르게 전해질의 점도가 증가하여, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 확산에 영향을 운동 조건 및 특별한 첨가제를 추가하도록 조절 될 수 있지만, 용매 성분을 향상시키기 카보네이트 계 저온 전해질의 특성이지만 이제, -40 ℃에서의 또 최저 온도 전해질 탄산 에스테르에 기초.] C는, 낮은 온도에서는 리튬 이온 전지의 성능이 급격히 저하 될 것이다.
최근 기술의 다른 바르샤바 대학 크게 매우 낮은 온도에서 리튬 이온 전지를 향상 여전히 -60 ℃가 0.014mS / ㎝ 높은 도전성을 달성 할 수있는 인간 비정질 전해액 개발 MartaKasprzyk 능력을 발휘합니다.
전해액의 저온 성능을 향상시키기 위해, 마타 Kasprzyk 두 가지 방법의 혼합 용매를 이용하여, 공통의 용매 중 하나는 에틸렌 카보네이트 EC는 다른 PEG250, 폴리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 (250g / 몰의 분자량은 ). EC 36.5 ℃의 융점.] C, -43 ℃의 융점.] C PEG250, 상태도의 지식에 기초하여이 두 물질의 혼합물의 융점은 그 성분이 너무 혼합 두 용매 중 어느 하나보다 낮은 개인 것 융점은 확실히 -43 ℃보다 낮을 것입니다.
Marta Kasprzyk은 EC, PEG250으로 구성된 전해질을 100 % EC에서 100 % PEG250까지 다양한 비율로 5 % 간격으로 전해액을 준비했습니다. 다음 그래프는 서로 다른 EC 비를 갖는 전해질의 시차 열 분석을 보여줍니다 (DSG) 곡선은 EC에서 볼 수있는 곡선에서 볼 수 있습니다 20 % 미만의 비율, 우리는 녹는 점이있을 것입니다 -40 ℃에서 전해질을 관찰 할 수 있습니다 때 EC는 25 % -40 %의 비율로 추가됩니다 전해질 사이에 전해질은 비정질 상태를 형성 할 것이고, 결정 점이 없다. EC 비율이 40 %를 초과하면 전해질 결정화 및 융점 신호가 다시 나타난다. 위의 분석에서 가장 적합한 EC 첨가율 비정질 전해질을 얻으려면 25-40 % 사이로 조절해야합니다.
아래는 전해질과 순수한 PEG250 전해질의 EC 첨가율이 25 %이고 상업용 LB30 전해질 DSG 곡선이며, -90 ℃ 부근에서만 전해액의 25 %의 EC EC 첨가율에서 알 수 있습니다 유리 전이 온도는 융점 신호를 나타내지 않았고, 상업 LB30 전해질은 -20 ℃에서 융점을 나타내었고 순수한 PEG 250 전해질은 -40 ℃ 근처에서 융점을 나타냈다. EC 첨가는 25 % 액체는 결정화 지점이 고정되어 있지 않은 무정형 전해질의 일종이며 저온에서의 성능은 분명히 다른 두 전해질보다 우수합니다.
위의 실험을 통해 우리는 전해질의 약 40 %의 전해질 비율에서 EC의 연구에 초점을 맞출 것이며, 다음 표는 EC 비율과 전해질 염 비율이 다르며 전해질 유리 전이 온도가 변합니다. 첫째, 리튬 염의 농도가 증가함에 따라 전해액의 유리 전이 온도가 증가하고 두 번째로 LiPF6 전해질의 유리 전이 온도 범위가 LiTDI 전해질의 유리 전이 온도보다 분명히 높다 와이드.
유리 전이 온도가 낮 으면 전해질의 온도가 낮을수록 성능이 향상됩니다. 아래 그래프는 -60 ℃에서 LiTDI 전해질 0.5 mol (EC : PEG 250 = 30 : 70) ℃, 전해질의 전도도는 0.014 mS / cm이었다.
아래의 그래프는 1 mol / L LiPF6 전해질의 전도도 곡선을 온도에 대한 함수로 나타내 었으며 EC 첨가율의 증가에 따라 전해질의 전도도 또한 크게 향상되었음을 알 수있다. 상용 LB30 , LB30의 전도도는 실험군의 전도도보다 유의하게 좋았지 만 LB30은 -30 ℃에서 결정화되어 LB30 전해질은 -30 ℃에서 사용할 수 없었다. 따라서 비정질 EC / PEG250 전해액의 전도도는 약간 낮지 만 여전히 최상의 선택입니다.
Marta Kasprzyk EC와 PEG250 혼합 용매를 사용하여 비결정질 전해질을 얻음으로써 저온 환경에서 유리 전이 온도 부근에서 -90 ℃ 부근에서만 결정화의 문제가 나타나지 않는다. 결정질 전해질은 저온에서 전해질의 성능을 크게 향상 시키며, 전도도는 여전히 -60 ℃에서 0.014mS / cm에 이르며 극저온에서 리튬 이온 전지에 좋은 해법을 제공합니다 솔루션.
