Da Sony die erste kommerzielle Lithium-Ionen-Batterie eingeführt, graphitähnlichen Material der Mainstream Anodenmaterial Graphit negative Elektrodenpotential schnelle Abnahme nach Lithium, nahe das Li-Metall negativen Potential hat, sind die Eigenschaften eines gut man in der Lage Lithium zu verbessern Ionen-Batteriespannung, die Erhöhung der Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterie, ist nicht als ein Aspekt niedriges Potential führt zu der Zersetzung der Carbonat basierende organische Elektrolytlösung, wodurch eine Passivierungsschicht bilden: eine Festelektrolytmembran, das heißt, wir allgemein als SEI-Film bezeichnet. wir finden im allgemeinen SEI ist die negative Elektrode, wobei die Elektrolytlösung kritisch, die SEI-Film vermieden und die negative Elektrode in direktem Kontakt mit dem Elektrolyten, Reduktion Zersetzung des Elektrolyten kann zu schützen, während Li + mit Lösungsmittelmolekülen wurden eingebettet vermieden werden können, die Graphit verursacht Expansion der negativen Elektrode, in reduzierter Kapazität Rückgang führt. somit kann die Mehrheit der Hersteller in der Elektrolytlösung der Elektrolytlösung während der ersten Konstruktionsüberlegung ist, wie ein stabileres WäRE-Film zu bilden, so dazu beitragen, die Filmqualität von verschiedenen Additiven auf dem SEI-Film zu verbessern Ein endloser Strom, wie unser gewöhnlicher VC, FEC, werden üblicherweise SEI-filmbildende Zusätze verwendet, aber kürzlich von König Abdullah Studien (dies ist ein super-reichen Universitäten können interessierte erfahren) haben von Junming und andere gefunden, Lithium-Ionen-Batterien SEI-Film in der Rolle nicht wahr wichtig denken.
Co-Lösungsmittel eingebettet Probleme, vor allem PC Lösungsmittel tritt schwere Schäden, dass, wenn in der Graphitstruktur, Graphit Delamination führen zu ernsthaften negativen Elektrode Graphit Co-embedded - Li meisten kommerziellen Lithium-Ionen-Batterie-Elektrolyt Lösungsmittel + tritt mit Juni Ming et al, im Vergleich zu dem SEI-Film Zyklusleistung. im allgemeinen, wir, dass die negative Elektrode SEI Film glauben, dass die Lösungsmittel eingebettet in Prävention wurden, untersucht eine entscheidende Rolle spielt und Lithiumsalz (von LiTFSI) Verbesserung von Die Konzentration und Zugabe von anorganischen Additiven (LiNO 3) spielt eine größere Rolle bei der Verhinderung der Co-Einbettung von Lösungsmitteln.
Warum sagen Sie, schauen wir uns den Juni Ming und andere Experimente, Juni Ming erste Graphit / Metall Li Halbzellen zusammengebaut zuerst, und dann in einen kommerziellen Elektrolyt injiziert (LiPF6, 1 mol / L, EC: DMC = 1: 1), in dem ersten Entladevorgang, wobei die Interkalation von Li, das negativen Elektrodenpotential abnimmt, und die Zersetzung des Elektrolyten auftritt, wird der SEI-Film im nachfolgenden Zyklus seit dem SEI-Film gebildet ist, wird der Zyklus sehr glatte Kurve einer Batterie, zeigt an, dass der Film SEI Schutz sein, aber wenn Juni Ming über der Anode SEI-Film entfernt, neu geladen Halbzelle, das Hinzufügen neuer Elektrolyt Ether (1,0 M / 0,4 M-Elektrolytlösung, d.h. LiTFSI, 1 M gebildet wurde, DME, LiNO3, 0,4M, DOL / = 1: 1, eine gemeinsame Elektrolytbatterie Li-S), der gefundenen anfänglichen Entlade / Ladeverfahren erzeugen immer noch eine große irreversible Kapazität, die in erster Linie aufgrund der Elektrolyse ist Wenn wir jedoch die Lithiumsalzkonzentration des obigen Elektrolyten auf 2,5 M erhöhen (2,5 M / 0,4 M Elektrolyt LITFSI, 2,5 M, LiNO 3, 0,4 M, DOL / DME = 1: 1), kann die Zersetzung des Elektrolyten erheblich hemmen (wie in Abbildung c unten gezeigt.) Dann Jun Ming Wiederum in einem Ether 2,5 M / 0,4 M-Elektrolytlösung der Anoden SEI-Film gebildet wird, in eine niedrige Konzentration des Ethers zurück 1,0M / 0,4M Elektrolyten und der Elektrolyt beginnt wesentliche Zersetzung auftritt (unterhalb der Oberfläche der negativen Elektrode wie gezeigt) anzeigt, dass d 1) SEI Membranlipiden Karbonat Elektrolyt gebildet und nicht sehr effektiv Graphit Delamination und Abblättern zu vermeiden, 2) erhöhen, die Konzentration des Lithiumsalzes kann wirksam Graphitanode Ausfall unterdrückt werden.
Also, was die Ursache für die hohe Konzentration von LiTFSI Elektrolyten kann die Stabilität der Graphitanode es deutlich verbessern? Zu diesem Zweck Juni Ming mit verschiedenen Konzentrationen von LiTFSI Elektrolyten konfiguriert sind Formulierungen und Experimente durchgeführt, die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt. Aus Fig d zu sehen ist, mit einer Konzentration von LiTFSI Erhöhung (von 1 M bis 1OM), die Stabilität der Elektrolytlösung deutlich verbessert (10M Konzentration der Elektrolyts Leistungsverschlechterung ist vor allem wegen hohe Konzentrationen, was zu einer Erhöhung der Viskosität und Ionenbeweglichkeits schwer) und LiNO3 im Elektrolyten kann weiter hinzugefügt werden, um die Stabilität des Elektrolyten zu verbessern. durch XRD zeigen Studien, dass bei höheren Konzentrationen von 2,5 M / 0,4 M-Elektrolytlösung aus einem Graphitmaterial, die reversibel Einzugs- und Auszug Li +, aber eine Konzentration von mehr Niedriger Elektrolytgehalt von 1,0 M / 0,4 M aufgrund von Graphit in der Rolle des Co-Lösungsmittels unter der Einwirkung von Exfoliation, wodurch Li + irreversibel wird.
Um den Mechanismus des obigen Phänomens Jun Ming unter Verwendung der Raman-Spektroskopie der Struktur der Elektrolytlösung zu untersuchen, wurde untersucht, zeigen Studien TFSI- Ionen in dem Elektrolyten und die Stärke der Wechselwirkung Li Es gibt nach vielen verschiedenen Formen des vorliegenden +: Frei Ionen-FI, das LIP lose Ionenpaar zeigen tight lonenpaar polymerisierbare Ionenpaar AIP IIP und experimentelle Daten, daß: 1) bei niedrigeren Konzentrationen, ist die Hauptform oder die LIP FI TFSI-, wenn das Hebelithiumsalz, TFSI - wird zu LIP und IIP wechseln; 2) DME löst Lithiumsalz besser auf als DOL, so dass TFSI- als FI mehr vorhanden ist; 3) NO3- kann Li + -TFSI- Interaktion.
Im allgemeinen halten wir die Bildung eines in dem Lösungsmittel des Gehäuses gelöst, Li +, wobei das Gehäuse, die ein anionisches d.h. enthalten Solvensmolekülen Jun. Ming die Dichtefunktionaltheorie zur Moleküldynamik-Simulation, die Ergebnisse des Strukturgehäuses mit Hilfe des Lösungsmittel wie in Fig. Modellen von Li + TFSI- O gezeigt und eine starke Wechselwirkung aufweist, wurde die Lösung nach NO3- hinzugefügt, NO3- solvatisierte Gehäuse TFSI- substituiert sein kann (Abbildung e) eine substituierte oder Lösungsmittelmoleküle (on Figur f), um so Li + geschwächter achieve - Effekt der Wechselwirkung zwischen dem Lösungsmittel, während die obigen Studien zeigten auch, dass die Struktur der Solvathülle, nicht notwendigerweise elektrisch neutral, beispiel halten müssen, die Abbildung auf e und f elektro Struktur dargestellt. es kann weiter mit dem Li +, zu interagieren eine größere Struktur zu bilden, wodurch die Li + Schwächung - Kraft Lösungsmittel.
HOP -Isomere Datenordnungsparameter auch bewiesen, dass die oben beschriebenen Ergebnisse, desto größer ist der Ordnungsparameter Li + im allgemeinen - Wechselwirkung zwischen dem Lösungsmittel und den stärkeren Jun Ming-Lösung 1,0 M / 0,4 M gefunden von um Parameter von 3,6, wenn die Lithiumsalzkonzentration des 2,5m / 0.4M, der Ordnungsparameter verringerte sich auf 1,8, was darauf hinweist, dass die Lithiumsalzkonzentration effektiv zu verbessern kann die reduzierte Li verbessern + -. LiNO3, ohne Zugabe von Lösungsmittel-Wechselwirkungen 2,5m / 0M Elektrolyt Ordnungsparameter von 4,7, viel höher als 1 M / 0,4 M LiNO & sub3; in dem Elektrolyt hinzugefügt wird, kann NO3- anzeigen Li + effektiv reduzieren - Lösungsmittel-Wechselwirkung.
Juni Ming lassen Sie uns die Entwicklung der Elektrolytlösung in der geöffneten eine neue Idee studieren - reduziert Li + - Lösungsmittel-Wechselwirkung, die Gesamt Lösungsmittel reduziert die Arbeitsleistung der negativen Elektrode Graphit eingebettet verbessern verringert Li + -. Solvent Wechselwirkungen können Lithiumsalz verbessern Konzentration, ein schwaches Lösekraft DOL Lösungsmittelsystem, das Hinzufügen eines anorganischen Salzes zu dem Elektrolyt (z.B. NaNO3 LiNO3 oder dergleichen), bedeutet eine solche signifikante Reduzierung der Lösungsmittel co-eingebetteter, die für die zukünftige Gestaltung der Elektrolytlösung, insbesondere S bedeutet, zu erreichen, das positive Batterieelektrolyt-Design bietet eine neue Art des Denkens, ist von großer Bedeutung für die Anwendung von S Batterie positiv zu fördern.
