Неожиданно замерзшие руки замерзли ногами зимой, температура упала до нуля, в северном Xiaobian, уже пуховик плюс холодная погода не только заставляет нас чувствовать себя невыносимыми, с точки зрения литий-ионной батареи еще более здорово Проблема заключается в том, что кинетические условия литий-ионных батарей ухудшаются при низкой температуре, вязкость электролита увеличивается, поляризация батареи увеличивается, что приводит к резкому падению электрических свойств.
Во многих факторах, влияющих на низкотемпературные характеристики литий-ионных батарей, электролит является очень важным фактором, традиционный литий-ионный аккумуляторный электролит в основном состоит из растворителей на основе карбонатов, соль соли - LiPF6, этот электролит при электропроводности при комнатной температуре Высокий и обладает хорошими электрохимическими характеристиками, но вязкость электролита быстро возрастает при низкой температуре, что влияет на кинетику диффузии Li + между положительным и отрицательным электродами. Хотя кинетику можно улучшить, регулируя состав растворителя и добавляя некоторые специальные добавки Однако в настоящее время самая низкая температура электролита на основе карбоната составляет около -40 ℃, а производительность литий-ионной батареи резко падает при более низкой температуре.
Marta Kasprzyk и др. Недавно в Варшавском политехническом университете был разработан аморфный электролит, который до сих пор достигает высокой электропроводности 0,014 мСм / см при -60 ° C, что значительно улучшает работу литий-ионных батарей при очень низких температурах Способность работать под.
Для улучшения низкотемпературных характеристик электролита Марта Каспшик использует смесь двух растворителей, одним из которых является наш общий этиленкарбонат EC, а другой - полиэтиленгликольдиметиловый эфир PEG250 (молекулярная масса 250 г / моль ). Температура плавления EC составляет 36,5 ° C, а точка плавления PEG 250 составляет -43 ° C. По знанию фазовой диаграммы температура плавления обоих веществ будет ниже, чем температура любого отдельного вещества после смешивания, поэтому после смешивания этих двух растворителей Их температура плавления, безусловно, будет ниже -43 ℃.
Марта Каспшик подготовила электролиты, состоящие из ЕС, ПЭГ250 в различных пропорциях от 100% ЕС до 100% ПЭГ250 с одним электролитом с интервалом 5%. Ниже приведен дифференциальный термический анализ электролитов с различными коэффициентами ЕС (DSG) видно из кривой, которая может быть видна в ЕС, когда доля менее 20%, мы можем заметить, что электролит при температуре около -40 ℃ будет точкой плавления, когда ЕС добавляется в соотношении 25-40% Между электролитом электролит образует аморфное состояние, нет точки кристаллизации. Когда отношение ЕС превышает 40%, снова возникает кристаллизация электролита и температура точки плавления. Из приведенного выше анализа нетрудно видеть, что наиболее подходящее соотношение ЕС Для получения аморфного электролита необходимо контролировать 25-40%.
Ниже приведен коэффициент добавления EC 25% электролита и чистого электролита PEG250, а также коммерческая кривая DSG электролита LB30. Из рисунка EC EC можно добавить добавку в 25% от электролита только в пределах -90 ℃ Температура стеклования не показывала сигнал точки плавления, тогда как коммерческий электролит LB30 показал температуру плавления при -20 ° C, а чистый электролит PEG 250 показал температуру плавления около -40 ° C. Добавление EC составляло 25% Жидкость является своего рода аморфным электролитом, который не имеет фиксированной точки кристаллизации, а его характеристики при низкой температуре, очевидно, лучше, чем у двух других электролитов.
В рамках вышеупомянутых экспериментов мы сосредоточимся на изучении EC в отношении электролита около 40% электролита, следующая таблица представляет собой разное соотношение EC и отношение соли электролита, изменяется температура перехода электролита. Можно отметить две точки: во-первых, по мере увеличения концентрации литиевой соли температура стеклования электролита возрастает. Во-вторых, диапазон температуры стеклования электролита LiPF6 должен быть значительно выше, чем температурный диапазон электролита LiTDI широкий.
Нижняя температура стеклования означает, что электролит имеет лучшие рабочие характеристики при более низких температурах. На приведенном ниже графике показана проводимость электролита LiTDI на 0,5 моль (ЕС: ПЭГ 250 = 30: 70) в зависимости от температуры при -60 ° C, проводимость электролита составляла 0,014 мСм / см.
На графике ниже показана кривая проводимости электролита LiPF6 1 моль / л в зависимости от температуры, и можно видеть, что электропроводность электролита также значительно улучшилась с увеличением коэффициента добавления ЕС. Хотя коммерческий LB30 , Проводимость LB30 была значительно лучше, чем у экспериментальной группы, но LB30 кристаллизовали при -30 ° C, поэтому электролит LB30 не мог использоваться при -30 ° C. Поэтому, хотя аморфный EC / PEG250 Электропроводность электролита несколько ниже, но все же лучший выбор.
Marta Kasprzyk Благодаря использованию смешанного растворителя EC и PEG250, полученного аморфным электролитом, в условиях низкой температуры не возникает проблема кристаллизации, только около -90 ℃ в окрестности точки температуры стеклования, это не Кристаллический электролит значительно улучшает работу электролита при низкой температуре, его проводимость может достигать 0,014 мС / см при -60 ℃, что обеспечивает хорошее решение для ионно-литиевой батареи при чрезвычайно низкой температуре решения.
