در حال حاضر لیتیوم تجاری نمک لیتیوم یون باتری LiPF6 الکترولیت است که عمدتا، LiPF6 انتقال خواص عالی الکتروشیمیایی از الکترولیت، اما پایداری حرارتی نسبتا ضعیف و ثبات شیمیایی LiPF6 و بسیار حساس به آب، مقدار کمی را تحت تاثیر H2O شود تجزیه مواد اسیدی مانند HF، و در نتیجه باعث خوردگی از مواد الکترود مثبت عنصر انتقال فلز منحل شد، و مهاجرت به سطح الکترود منفی، آسیب فیلم SEI، و در نتیجه رشد مستمر از فیلم SEI، و در نتیجه یون لیتیوم قطره ظرفیت باتری ادامه کاهش.
برای غلبه بر این مشکلات، از آن شده است امید H2O با ثبات تر، و داشتن ثبات حرارتی بهتر نوع ایمید نمک لیتیوم و ثبات شیمیایی، به عنوان مثال، LiTFSI، LiFSI و LiFTFSI نمک لیتیوم بوده است، اما با توجه به عوامل هزینه محدود آنیونهای، و نه می توان مانند LiTFSI نمک لیتیوم، نمک لیتیوم LiTFSI شده است به مشکلاتی از قبیل خوردگی آل فویل در عمل نه HIU آزمایشگاه آلمانی واروارا Sharova مانند پیدا کردن برنامه های جدید برای نمک لیتیوم ایمید حل شده است. به تازگی، راه خروج - به عنوان یک افزودنی الکترولیت.
پتانسیل باتری گرافیت لیتیوم یون منفی کم است، می تواند باعث تجزیه الکترولیت در سطح آن رخ می دهد، تشکیل یک لایه غیر فعال، است که، ما غالبا می گویند که این فیلم SEI. SEI فیلم را می توان از ادامه تجزیه الکترولیت بر روی سطح الکترود منفی، فیلم SEI مانع است که تاثیر بسیار مهمی در ثبات لیتیوم یون ثبات چرخه باتری. اگر چه LiTFSI نمک لیتیوم به عنوان راه حل الکترولیت حل شده و در عین حال تجاری نیست، بلکه به عنوان یک افزودنی Shique بازی نتایج بسیار خوب است. واروارا Sharova از مشخص شد که اضافه کردن 2wt٪ از راه حل الکترولیتی LiTFSI، به طور موثر می تواند موجب افزایش عملکرد چرخه LiFePO4 سلول / گرافیت: 20 ℃ 600 چرخه در زمان، کاهش ظرفیت کاهش کمتر از 2٪ است، در حالی که گروه کنترل به عنوان یک افزودنی الکترولیت از VC 2wt٪ اضافه شد مایع، شرایط مشابه، کاهش ظرفیت باتری به 20٪ یا بیشتر رسید.
به منظور بررسی اثر افزودنی های مختلف بر روی عملکرد یک باتری لیتیوم یون، واروارا Sharova به طور جداگانه آماده گروه شاهد LP30 (EC: DMC = 1: 1) با اضافه، و محلول الکترولیت اضافه گروه تجربی VC، LiTFSI، LiFSI و LiFTFSI، و با استفاده از دکمه نیم سلول و عملکرد سلول کامل از این الکترولیت مورد بررسی قرار گرفت.
تصویر گروه کنترل خالی voltammogram را نشان می دهد و گروه آزمایش راه حل های الکترولیتی، در این دوره از کاهش، توجه داشته باشید که یک گروه الکترولیت کنترل پیک جریان قابل توجهی وجود دارد و در حدود 0.65V، مربوط به کاهش از تجزیه حلال EC، اضافه کردن یک VC افزودنی تجزیه الکترولیت در گروه تجربی به اوج فعلی رخ می دهد در یک پتانسیل بالا افست، عمدتا به دلیل از تجزیه این ماده افزودنی بیشتر از ولتاژ VC EC است، بنابراین تجزیه اول رخ می دهد، به شکل یک حفاظت EC از LiTFSI اضافه شده است، گروه LiFSI و LiFTFSI voltammograms الکترولیت افزودنی خالی تفاوت معنیداری نداشت، نشان می دهد که imides افزودنی EC کند تجزیه حلال را کاهش نمی دهد.
تصویر الکترولیت منفی گرافیت در خواص مختلف الکتروشیمیایی، از نقطه نظر اتهام اول و کارایی تخلیه، شارژ اول و تخلیه کولمبیک (coulombic) بهره وری از گروه شاهد 93.3 درصد بود، از LiTFSI اضافه شد، LiFSI اول بهره وری و راه حل های الکترولیتی LiFTFSI هستند 93.3٪، 93.6٪ و 93.8٪ است، اما برای اولین بار بهره وری از افزودنی الکترولیت اضافه VC تنها 91.5 درصد است، عمدتا به دلیل اولیه فرآیند درج لیتیوم گرافیت، محل VC در گرافیت تجزیه سطح آند مصرف بیشتر لی.
هدایت یونی و اجزای فیلم SEI را تاثیر بیشتر دارند، در نتیجه مؤثر بر باتری لیتیوم یون قابلیت نرخ، آزمایش عملکرد بزرگنمایی پیدا شده است با استفاده از یک افزودنی الکترولیت LiFTFSI LiFSI و ظرفیت در تخلیه بالا بازی در حال حاضر کمی پایین تر الکترولیت دیگر در آزمون چرخه C / 2، همه از عملکرد imides گردش الکترولیت اضافه بسیار پایدار است، مواد افزودنی الکترولیت اضافه می شوند VC ظرفیت کاهش ظاهر پدیده قطره.
برای ارزیابی ثبات الکترولیت در باتری لیتیوم یون در چرخه های بلند مدت، واروارا Sharova همچنین یک سلول کامل LiFePO4 سلول دکمه / گرافیت آماده استفاده می کنید، محلول الکترولیت برای اضافه کردن مواد افزودنی مختلف در عملکرد چرخه در 20 ℃ و 40 ℃ مورد بررسی قرار گرفت جدول لیستی نتایج ارزیابی را می توان از جدول اضافه LiTFSI افزودنی الکترولیت برای اولین بار نه تنها به طور قابل توجهی بالاتر از بهره وری از افزودنی الکترولیت VC دیده اضافه شده است، عملکرد چرخه در 20 ℃ داشتن قاطع تر، 600 چرخه LiTFSI در ظرفیت الکترولیت حفظ راه حل 98.1٪ اضافه شده بود، افزودنی الکترولیت اضافه VC نرخ حفظ ظرفیت 79.6 درصد بود، اما در 40 ℃ درجه چرخه، این مزیت از بین می رود، همه از الکترولیت هستند داشتن یک عملکرد مشابه چرخه.
از تجزیه و تحلیل بالا، ما می توانید ببینید که به طور قابل توجهی می تواند به بهبود عملکرد چرخه از باتری لیتیوم یون به عنوان نمک imides الکترولیت افزودنی لیتیوم LiTFSI به منظور مطالعه مکانیسم عمل در یک افزودنی مانند یک باتری لیتیوم یون، واروارا Sharova با استفاده از XPS. گرافیت آند اجزای فیلم SEI تشکیل در تحلیلهای متفاوتی از محلول الکترولیت، نتیجه تجزیه و تحلیل XPS زیر نشان می دهد فیلم SEI پس از 1 و چرخه 50، گرافیت سطح الکترود منفی تشکیل شده است ممکن است در افزودنی دیده اند اضافه LiTFSI محتوای جزء فیلم SEI تشکیل در محلول الکترولیت به طور قابل توجهی بالاتر از به اضافه کردن ها LiF VC افزودنی الکترولیت. جزء فیلم SEI تجزیه و تحلیل بیشتر کمی نشان داد که پس از دوره اول، منظور از سطح یک فیلم محتوای ها LiF SEI به عنوان LiFSI> LiFTFSI> LiTFSI> VC> گروه شاهد، اما بعد از فیلم SEI تشکیل شده در طول شارژ اولیه در ایستا نیست. تغییر با دوچرخه سواری از باتری، اجزای فیلم SEI به طور مداوم رخ می دهد، پس از 50 چرخه پس از آن، فیلم SEI و LiFTFSI LiFSI در LiF ترکیب الکترولیت 12٪ و 43٪ اضافه LiTFSI ها LiF جزء الکترولیت در واقع توسط 9 درصد افزایش یافته است کاهش یافته است.
ما باور داریم که ساختار کلی فیلم SEI به دو لایه: یک لایه داخلی از لایه های آلی و غیر آلی، لایه بیرونی از لایه معدنی است که عمدتا از اجزای معدنی LIF، Li2CO3 و مانند آن، که عملکرد بهتر الکتروشیمیایی پایدار، هدایت یونی بالاتر تشکیل شده لایه آلی است که عمدتا از یک لایه بیرونی از یک ترکیب متخلخل کالا پلیمری و تجزیه الکترولیت، مانند ROCO2Li، PEO، و غیره تشکیل شده است، حفاظت از راه حل های الکترولیتی قوی نیست، بنابراین ما می خواهیم یک جزء معدنی در بیشتر SEI فیلم ایمید مواد افزودنی می تواند بیشتر به ارمغان بیاورد ها LiF جزء معدنی است فیلم SEI، به طوری که ساختار با ثبات تر فیلم SEI، تجزیه الکترولیت می تواند بهتر از وقوع در چرخه سلولی، به منظور کاهش مصرف لی مانع است، به طور قابل توجهی افزایش سلول عملکرد چرخه.
نوع ایمید نمک لیتیوم به عنوان یک افزودنی الکترولیت، به خصوص مواد افزودنی LiTFSI به طور قابل توجهی می تواند به بهبود عملکرد چرخه باتری است، که عمدتا به دلیل فیلم ها LiF SEI پس از اضافه کردن LiTFSI آند گرافیت تشکیل شده در سطح بیشتر، این فیلم SEI تر است نازک با ثبات تر، در نتیجه کاهش تجزیه الکترولیت، مقاومت در برابر رابط کاهش می یابد، اما از نظر داده های تجربی فعلی، از LiTFSI مواد افزودنی مناسب تر برای استفاده در دمای اتاق، در درجه حرارت بالا از 40 ℃، در مقایسه با مواد افزودنی از مواد افزودنی LiTFSI VC هیچ مزیت آشکار است.
