Desde Sony introdujo la primera batería comercial de iones de litio, material de grafito-como ha sido el potencial de electrodo disminución rápida negativa de corriente de ánodo material de grafito después de litio, cerca del potencial negativo Li metal, las características de un buen uno es capaz de mejorar de litio voltaje de la batería de iones, el aumento de la densidad de energía de la batería de iones de litio, no es un aspecto potenciales bajos resultados en la descomposición de la solución de electrolito orgánico a base de carbonato, formando así una capa de pasivación: una membrana de electrolito sólido, es decir, que comúnmente conocida como película de SEI. generalmente encontramos SEI es proteger el electrodo negativo, la solución electrolítica crítica, la película SEI puede evitarse y el electrodo negativo en contacto directo con el electrolito, la descomposición reducción del electrolito, mientras que Li + se puede evitar con moléculas de disolvente fueron incorporados, haciendo que el grafito expansión del electrodo negativo, lo que resulta en la reducción de disminución de la capacidad. por lo tanto, la mayoría de los fabricantes en la solución electrolítica de la solución electrolítica durante la primera consideración de diseño es cómo formar una película de SEI más estable, por lo tanto ayuda a mejorar la calidad de la película de diversos aditivos sobre la película de SEI Un flujo sin fin, como nuestro VC común, FEC, son aditivos formadores de película SEI comúnmente utilizados, pero recientemente del Rey Abdullah Estudios (este es un super-ricos universidades interesados pueden averiguar) de Junming y otros han encontrado, las baterías de iones de litio película de SEI en el papel qué no pensamos importante.
problemas incrustados co-disolvente, especialmente disolvente PC, daño severo ocurre que cuando co-integrado en la estructura de grafito, grafito delaminación conducir a graves grafito electrodo negativo - Li + se producirán utilizando la mayoría de disolventes electrolito de la batería de iones de litio comercial ciclo de rendimiento. en general, creemos que el electrodo negativo de la película SEI juega un papel crítico en la prevención del disolvente fueron incorporados, estudios de junio Ming et al encontraron, en comparación con la película de SEI y mejorar la sal de litio (de LiTFSI) de La concentración y la adición de aditivos inorgánicos (LiNO3) juegan un papel más importante en la prevención de la incrustación conjunta del disolvente.
¿Por qué dice, lo primero que mira a las Jun Ming y otros experimentos, Jun Ming monta primera grafito / metal medias celdas Li, y luego se inyecta en un electrolito comercial (LiPF6, 1 mol / L, EC: DMC = 1: 1), en el primer proceso de descarga, con la intercalación de Li, el potencial del electrodo negativo disminuye, y la descomposición del electrolito se produce, se forma la película SEI formada en el ciclo posterior ya que la película SEI, el ciclo se convierte en curva muy suave de una batería, indica que la película de SEI para ser protectora, pero cuando junio Ming se ha formado encima de la película de ánodo SEI eliminado, medio celular recargado, añadiendo nuevo éter electrolito (solución de electrolito 1,0 M / 0,4 M, es decir, LiTFSI, 1M , LiNO3, 0.4M, DOL / DME = 1: 1, un electrolito comúnmente usado en baterías Li-S), se encontró que todavía se formaba una gran capacidad irreversible durante la primera descarga / carga, descomposición líquido co-disolvente y la superficie del electrodo negativo causado por la incrustación, pero si aumentamos la concentración de sal de litio en la solución de electrolito a 2,5 M (/ 0,4 M LiTFSI electrolito 2,5 M, 2,5 M, LiNO3, 0,4 M, DOL / DME = 1: 1), puede inhibir significativamente la descomposición del electrolito (como se muestra en la Figura c a continuación). Entonces Jun Ming A su vez se forma el ánodo película SEI en una solución de electrolito / 0,4 M de éter 2,5 M, una baja concentración del éter de nuevo en 1,0 M / 0,4 M de electrolito, y el electrolito comienza a ocurrir una descomposición significativa (por debajo de la superficie del electrodo negativo Como se muestra) que indica que la D lípidos 1) de membrana SEI formado electrolito de carbonato y no muy eficaces para evitar la delaminación del grafito y de la peladura; 2) aumentar la concentración de la sal de litio se puede suprimir eficazmente la insuficiencia de grafito del ánodo.
Entonces, ¿qué es la causa de la alta concentración de LiTFSI electrolito puede mejorar significativamente la estabilidad del ánodo de grafito que? A este fin, Jun Ming están configurados con diferentes concentraciones de formulaciones de electrolitos LiTFSI y experimentos realizados, los resultados muestran a continuación. De la figura d se puede ver, con una concentración creciente de LiTFSI (de 1 M a 1OM), la estabilidad de la solución electrolítica ha mejorado significativamente (concentración 10M de la degradación del rendimiento electrolito es principalmente porque las concentraciones altas, lo que resulta en un aumento de la viscosidad y de movilidad de iones difícil), y LiNO3 en el electrolito puede ser añadido para mejorar aún más la estabilidad del electrolito. por XRD estudios muestran que a concentraciones mayores de 2,5 M solución de electrolito / 0,4 M de un material de grafito capaz de insertar y extraer Li + reversible, pero una concentración de más Electrolito bajo 1.0M / 0.4M, debido al grafito en el papel de codisolvente bajo la acción de la exfoliación, resultando en Li + irreversible.
Con el fin de estudiar el mecanismo del fenómeno anterior, Jun Ming usando espectroscopia de Raman de la estructura de la solución electrolítica se estudiaron, los estudios muestran TFSI- iones en el electrolito y la fuerza de la interacción Li Hay muchas formas diferentes de acuerdo con la presente +: libre ion FI, el par iónico suelto LIP, IIP par iónico apretado ion polimerizable par AIP y los datos experimentales muestran que: 1) a concentraciones más bajas, la forma principal o el labio FI TFSI- es decir, cuando la sal de litio de elevación, TFSI - LIP pasará a y PII; 2) en comparación con DOL, DME más capaz de disolver la sal de litio, tal TFSI- más presente en forma de FI; 3) NO3- significativamente mejorada entre Li + -TFSI- Interacción.
En general, creemos que la formación de un Li + disuelto en el disolvente de la carcasa, que comprende la carcasa de un tensioactivo aniónico es decir, contienen moléculas de disolvente Jun. Ming usando la teoría funcional de la densidad a la simulación de dinámica molecular, los resultados de la carcasa de estructura el disolvente sustituido o moléculas de disolvente (en como se muestra en la Fig. modelos de Li + TFSI- o y que tiene una interacción fuerte, se añadió la solución después de NO3-, NO3- puede ser sustituido TFSI- carcasa solvatada (figura e) f FIG), a fin de lograr debilitó Li + - efecto de la interacción entre el disolvente, mientras que los estudios anteriores también mostraron que la estructura de la capa de solvatación, no necesariamente necesita para mantener eléctricamente neutro, por ejemplo, la figura presentada en e y estructura electronegativo f. Puede interactuar más con Li + para formar una estructura más grande, debilitando aún más la fuerza del disolvente Li +.
HOP isómeros datos de parámetros de orden también demostraron que los resultados descritos anteriormente, en general cuanto mayor sea el parámetro de orden Li + - interacción entre el disolvente y el más fuerte, Jun Ming encontraron solución 1,0 M / 0,4 M de parámetro de orden de 3,6, cuando la concentración de sal de litio para mejorar la 2,5 M / 0,4 M, el parámetro de orden se redujo a 1,8, lo que indica que la concentración de sal de litio se puede mejorar la eficacia de la reducción de Li + -. LiNO3 sin adición de interacciones disolvente 2,5 M / 0M parámetro de orden de electrolito de 4,7, muy superior a 1 M / 0,4 M LiNO3 en se añade el electrolito, puede reducir eficazmente NO3- espectáculo Li + - interacción disolvente.
Junio Ming vamos a estudiar el desarrollo de la solución electrolítica en el abierto una nueva idea - reducido Li + - interacción disolvente, reduciendo el total de disolvente embebido mejorar el rendimiento del ciclo de electrodo negativo de grafito disminución de Li + -. Interacciones disolvente puede mejorar sal de litio concentración, utilizando un sistema disolvente DOL poder disolvente débil, la adición de una sal inorgánica al electrolito (por ejemplo, NaNO3 LiNO3 o similares) medios para lograr tal reducción significativa en el disolvente co-integrado, que significa para el futuro diseño de la solución electrolítica, en particular, S El diseño del electrolito positivo de la batería proporciona una nueva idea, que es de gran importancia para la aplicación de la batería S positiva.
