현재 상업적 리튬 염, 리튬 이온 전지의 전해질의 LiPF6가 LiPF6을 전해질의 우수한 전기 화학적 특성, 비교적 불량한 열적 안정성 및 LiPF6를 화학적 안정성, 물에 민감을 부여 주로, 소량의 H2O의 영향하에있을 것이다 따라서 산성 예컨대 HF 등의 물질과의 분해는 양극 재료의 부식이 천이 금속 원소를 용해시키고 야기하고 리튬 이온 전지의 용량 저하를 계속 감소의 결과로, SEI 막의 지속적인 성장의 결과, 음극의 표면 손상 SEI 막으로 이동한다.
이러한 문제를 극복하기 위해서는보다 안정적인 H2O 희망, 더 나은 열 안정성 이미 드계 리튬 염 및 화학적 안정성, 예를 들어, LiTFSI를, LiFSI 및 LiFTFSI 리튬 염을 갖는 왔지만, 비용 요인에 의해 제한된다 음이온과 같은 LiTFSI를 리튬 염, LiTFSI를는 실제로 알루미늄 박의 부식 등의 문제에 적용되지 않은 리튬 염으로 해결 될 수 없다. 최근 독일 HIU 실험실 Varvara Sharova 같은 리튬 이미 드 염을위한 새로운 애플리케이션을 찾기로 나가는 방법 - 전해질 첨가제.
음극 흑연 리튬 이온 전지의 전위가 패시베이션 층을 형성하는 전해액의 분해가 그 표면에서 발생의 원인이 적고, 즉, 우리가 흔히 SEI 막. SEI 막은, SEI 막을 음극 표면에 전해액의 분해를 계속하는 것을 방지 할 수 있다고 리튬 이온 전지의 사이클 안정성의 안정성에 중요한 영향을 미친다. LiTFSI를 리튬 염 용질 아직 상업적하지 전해액으로하지만, 첨가제로서 Shique 매우 좋은 결과를 재생하더라도. Varvara Sharova의 대조군은 VC의 2 중량 %의 전해액 첨가제로 첨가하면서, 때때로 20 ℃ 600 사이클 용량 감소 강하가 2 % 미만이다 : 이것은 LiTFSI를의 전해액 2 중량 %를 첨가하면, 효과적으로 한 LiFePO4 / 흑연 전지의 사이클 특성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견했다 액체, 같은 조건, 배터리 용량 감소 20 % 정도에 도달했습니다.
리튬 이온 전지의 성능에 대한 다른 첨가제의 효과를 확인하기 위해, Varvara Sharova 별도로 준비한 블랭크 군 LP30 (EC : DMC = 1 : 1) 무첨가, 전해액과 실험군 VC, LiTFSI를, LiFSI 및 LiFTFSI 및 사용 버튼을 추가 이들 전해질의 성능은 절반 및 완전 셀에서 평가되었다.
영상의 볼타 모 그램 블랭크 대조군을 나타내고, 실험군은 전해액 환원의 과정에서, 우리는 EC의 용매 분해의 감소에 대응하여, 약 0.65V에서 대조군 전해질 상당한 전류 피크가 있음에 유의 현재의 피크에 대한 실험 그룹에서 전해질 VC 첨가 분해를 추가하는 전압 VC EC보다 주로 때문에 첨가제의 분해, 오프셋 고전 발생하므로 분해 LiTFSI를 첨가 한 EC 보호를 형성하는 첫 번째 발생, 첨가제가 이미 드 EC 용매의 분해를 감소시키지 않음을 나타내는 유의 한 차이가 LiFSI 및 LiFTFSI 볼타 모 그램 전해액 첨가제 빈 그룹.
첫번째 충 방전 효율, 제 1 전하와의 관점에서 다른 전기 화학적 특성에 묘사 흑연 음극 전해질 대조군 효율 쿨롱 디스 93.3 %가 LiTFSI를 첨가 하였다, LiFSI 제 효율 및 전해액 LiFTFSI되어 있었다 93.3 %, 93.6 % 및 93.8 %이지만, 전해질 첨가제의 효율 VC를 첨가 처음 때문에 주로 흑연 초기 리튬 삽입 공정 만 91.5 %로, 흑연 음극 표면 분해 VC 장소 더 소비 리.
부품 이온 전도도 SEI 막이하여 레이트 용량 리튬 이온 배터리에 영향을 미치는 큰 영향을 미칠 것이며, 성능 시험은 약간 아래 높은 방전 전류 놀이 전해액 첨가제 LiFTFSI LiFSI 용량을 이용하여 배율을 발견 기타 전해질 : C / 2 사이클 테스트에서, 모든 이미 드 기반 전해질 사이클은 매우 안정적이었고 VC 첨가제가 전해질을 첨가하면 용량이 감소했습니다.
장기 사이클에서의 리튬 이온 전지의 전해액의 안정성을 평가하기 위해, Varvara Sharova 또한 버튼 전지 한 LiFePO4 / 흑연 제조 된 전체 세포를 사용하여, 다른 첨가제를 첨가 용 전해액은 20 ℃와 40 ℃의 사이클 특성을 평가 하였다 표는 평가 결과를 갖는 20 ℃에서의 사이클 특성 압도적, 600 사이클을 첨가 전해질 첨가제 VC의 효율보다 아니라 상당히 높은 처음 첨가 LiTFSI를 전해질 첨가제의 표에서 알 수 나열 LiTFSI의 2 차 첨가에 의한 LiTFSI의 용량 유지율은 98.1 % 였고 VC 첨가제를 첨가 한 용량 보존율은 79.6 %에 불과했지만, 40 ℃에서 순환 시켰을 때이 장점은 사라졌다. 비슷한 사이클 성능.
상기 분석에서, 우리는 Varvara Sharova은 XPS를 사용하여 그 대폭 이러한 리튬 이온 전지 등의 첨가제의 작용 기전을 연구하기 위해, 전해액 첨가제의 이미 드 리튬 염 LiTFSI를 같은 리튬 이온 전지의 사이클 특성을 향상시킬 수있는 볼 수있다. 전해질 용액의 다른 분석에 형성된 흑연 음극 SEI 막의 성분은 아래 분석 결과를 XPS 1 및 50 사이클 후의 SEI 막을 나타내고, 흑연 부극 표면 첨가제에서 볼 수있다 형성되어 LiTFSI를 첨가 전해액 형성 성분 함량 SEI 막은 LiF를 VC 전해질 첨가제를 추가하는 것보다 훨씬 더 높다. SEI 막 성분 양적 분석 하였다, 즉 첫 번째 사이클 거친 다음에 SEI 막은 LiF를 콘텐츠의 수준 정도 같은 LiFSI> LiFTFSI> LiTFSI를> VC> 대조군하지만 정적이지의 초기 충전시에 형성되는 SEI 막은 후에. 50 사이클 후, 배터리의 사이클링 상기 SEI 막의 성분이 끊임없이 발생하는 변경 LiFSI 및 LiFTFSI 전해질의 SEF 필름에서 LiF 함량은 각각 12 % 및 43 % 감소한 반면, LiTFSI 첨가 전해액의 LiF 함량은 9 % 증가했다.
무기 및 유기 층의 내층은, 무기 층의 외부 층은 주로 전기 화학적으로 안정한 나은 성능이다 무기 성분에 LiF, Li2CO3을 등, 높은 이온 전도도 구성된다 : 우리는 두 개의 층으로 SEI 막의 일반적인 구조가 있다고 생각 유기층 주로 등 ROCO2Li, PEO 같은 전해질의 다공질 중합체 생성물 조성 및 분해의 외층으로 구성되고, 전해액의 보호 강하지 있으므로 좀 더 SEI 막 미드의 무기 성분을 할 구조가 더 리튬의 소모를 줄이기 위해, 세포주기에서 발생하는 것을 방지 할 수있는보다 안정한 SEI 막을 전해질의 분해가되도록 무기 성분이 너무 SEI 막이다 LIF 첨가제 크게 셀 향상, 더 가져올 수 순환 성능.
전해액 첨가제로서 이미 드계 리튬 염, 특히 LiTFSI를 첨가제 크게 LiTFSI를 첨가 한 후, 주로 LiF를 SEI 막에 의한 전지의 사이클 성능을 향상시킬 수 있고, 흑연 음극 표면 이상에 형성된 상기 SEI 막은 이상이다 이에 의해 전해액의 분해를 감소시키는,보다 안정적인 얇은, 계면 저항이 감소되지만, LiTFSI를 VC 첨가제 첨가제에 비해 40 ℃의 고온에서 실온에서 사용하기에 적합한 LiTFSI를 이상의 첨가제, 현재의 실험 데이터의 도면으로부터 명백한 이점이 없습니다.
