उच्च वोल्टेज, उच्च ऊर्जा घनत्व और उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन के लिथियम आयन बैटरी उन्हें सबसे सफल रासायनिक ऊर्जा भंडारण बैटरी, विशेष रूप से हाल के वर्षों में तेजी से विकास कर, इलेक्ट्रिक कार उद्योग तेजी से विकास के अवसर की शुरुआत की लिथियम आयन बैटरी बनाने के लिए, में विशाल बाजार प्रोत्साहन के तेजी से विस्तार के लिए वैश्विक लिथियम आयन बैटरी क्षमता। परंपरागत रासायनिक भंडारण बैटरी, लिथियम आयन बैटरी हालांकि ऊर्जा घनत्व और चक्र जीवन स्पष्ट रूप से लाभप्रद हैं, लेकिन लिथियम आयन बैटरी तापमान अनुकूलन क्षमता पर की तुलना में कई अंतराल, एक कम तापमान पर गतिशील परिस्थितियों की वजह से खराब हो जाता है, बैटरी की क्षमता में कमी में जिसके परिणामस्वरूप भी सुरक्षा समस्याओं इलेक्ट्रोलाइट के साथ सकारात्मक और नकारात्मक के बीच एक पक्ष की प्रतिक्रिया को बढ़ाने के लिए एक उच्च तापमान पर लिथियम आयन बैटरी में, कारण, सेल में जिसके परिणामस्वरूप, देखते हैं प्रतिरोध, लिथियम आयन बैटरी के प्रभाव चक्र प्रदर्शन है, जो एक लिथियम आयन बैटरी अनुप्रयोगों एक जटिल तापमान नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करने के परिणामों में वृद्धि कर सकते हैं, लिथियम आयन बैटरी पैक के इस पहलू की लागत, दूसरे हाथ पर वृद्धि विद्युत ऊर्जा की खपत में वृद्धि होगी बिजली के वाहनों के लाभ कम।
एक उच्च तापमान गैस ड्रॉप और चक्र प्रदर्शन गिरावट में लिथियम आयन बैटरी के लिए समस्याएं, आर Genieser लोगों के लिए वारविक इलेक्ट्रोलाइट additive विश्वविद्यालय की तरह NMC111 / ग्रेफाइट सेल 80 ℃ उच्च तापमान पर बक, आंतरिक प्रतिरोध और क्षमता गिरावट में वृद्धि नीचे ध्यान से विश्लेषण किया गया था, अध्ययन बताते हैं कि मुख्य रूप से वृद्धि हुई प्रतिरोध NCM111 प्रभारी विनिमय सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, आर Genieser NCM111 कि प्रभारी विनिमय सामग्री कारण से बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि, ताकि के खिलाफ बाद में टूट माध्यमिक कणों की प्रतिबाधा बढ़ाने में एक प्रमुख कारक है सामग्री के उच्च तापमान गुण के अनुकूलन माध्यमिक कणों की एक संरचना के लिए स्थिर होना चाहिए।
प्रयोग आर Genieser इलेक्ट्रोलाइट घटकों नीचे दी गई तालिका में, जहां एक PES 1,3-प्रोपलीन समूह है में इस्तेमाल किया - sultone, DTD, methylene methanedisulfonate है (trimethylsilyl की TTSPi ) phosphite।
निम्न चित्र किसी भी additive एक बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट 50 चक्र यह आरंभिक क्षमता का 90% से अधिक खो दिया है के भीतर है का उपयोग किए बिना देखा जा सकता है 80 ℃ उच्च तापमान पर अलग घटता इलेक्ट्रोलाइट बैटरी चक्र को दर्शाता है, इसके अलावा एक का उपयोग कर इलेक्ट्रोलीज़ करने के लिए संचलन के बाद बैटरी द्रव भी महत्वपूर्ण उभड़ा है, जो एक उच्च तापमान पर lif और PF5 LiPF6 में विघटित किया जा सकता है आया, और PF5, एक मजबूत लुईस एसिड है पानी के साथ प्रतिक्रिया एचएफ और POF3, उत्पादन और आगे प्रतिक्रिया का कारण करने में सक्षम पीईओ और सीओ 2 का उत्पादन करें (नीचे सूत्र में दिखाया गया है)। इसके अलावा, सकारात्मक इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट विलायक का ऑक्सीकरण भी पैदा कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सीओ, सीओ 2 और अन्य गैसों का उत्पादन होता है।
इलेक्ट्रोलाइट के कुलपति एडिटिव का केवल 1%, यह बहुत उच्च तापमान (वक्र बी) में इलेक्ट्रोलाइट समाधान के चक्र प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए संभव है, और PES DTD कहा, TTSPi additive इलेक्ट्रोलाइट सी इलेक्ट्रोलाइट से थोड़ा बेहतर है बी, डी और इलेक्ट्रोलाइट बी, सी दोनों इलेक्ट्रोलाइट्स साइकिल चालन के प्रदर्शन में करीब चक्र के आरंभ में, लेकिन बैटरी की क्षमता में अचानक गिरावट के बाद 200 गुना अधिक FEC (एक आम नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट सी जोड़ते समय हुआ additive lif एसईआई फिल्म के उच्च स्तर प्रदान करने, इस प्रकार इलेक्ट्रोलाइट ई के एक उच्च तापमान पर एसईआई फिल्म के यांत्रिक स्थिरता) में सुधार भी तेजी से गिरावट हुई क्षमता ड्रॉप घटना है, और एक बैटरी उभड़ा घटना होती है, जो हो सकता है उच्च तापमान के कारण एफईसी अपघटन (नीचे दिखाया गया है)
EIS प्रतिबाधा फिटिंग प्रभारी विनिमय बी नीचे दिखाया गया है द्वारा प्राप्त RCT, अन्य इलेक्ट्रोलाइट की तुलना में देखा जा सकता है, एक सी कोशिका चक्र आरोप-विनिमय प्रतिरोध वृद्धि दर धीमी है, यह हो सकता है क्योंकि additives PES में सुधार इलेक्ट्रोलाइट की स्थिरता श्रृंखला प्रतिरोध फिट, केवल परिसंचरण बी और सी में इलेक्ट्रोलाइट समाधान से प्राप्त रुपये पर अपेक्षाकृत स्थिर देखा जा सकता है बने रहे, अन्य इलेक्ट्रोलाइट्स एक उल्लेखनीय वृद्धि दिखाई है। हम यहाँ इलेक्ट्रोलाइट ध्यान दें लगभग 200 डी के बाद, रुपये में एक स्पष्ट वृद्धि एक समय सिर्फ डाइविंग बैटरी की क्षमता, इलेक्ट्रोलाइट बैटरी डी में संभावित मामले का संकेत समाप्त हो गया है (सह विलायक प्रवण एम्बेडेड पीसी, DEC में LiPF6 पर होता है इलेक्ट्रोलाइट अस्थिरता, इन कारकों इलेक्ट्रोलाइट डी का तेजी से खपत) में हुई।
अंजीर मामले में 80 डिग्री पर इलेक्ट्रोलाइट additive एक और अनुमापी विस्तार के बिना एक बैटरी को रोजगार।] 40 ℃ चक्र में सी, कम तापमान चक्रीय मात्रा परिवर्तन पर बैटरी मुख्य रूप से delithiation के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड लिथियम intercalation से ली गई है मात्रा परिवर्तन (लिथियम intercalation ग्रेफाइट 8%, ली के बारे में 2% के दौरान एनसीएम मात्रा विस्तार के दौरान विस्तार), इसलिए आर Genieser में है कि उच्च तापमान पर क्योंकि बड़ी मात्रा में विस्तार एनसीएम बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट मुख्य रूप से एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड लीड ऑक्सीकरण उत्पादों है गैस (ईसी ऑक्सीकरण अध्ययन है कि कंपनी से पता चला है और सीओ 2 मुख्य स्रोत सेल गैस कर रहे हैं) चित्रा ख से देखा जा सकता, इलेक्ट्रोलाइट समाधान बी के बैटरी मात्रा विस्तार का उपयोग कर एक बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने से काफी धीमी है जो हो सकता है, के बाद से कुलपति एक अधिक स्थिर passivation परत के गठन के लिए योगदान देता है (वीसी बताते हैं कि केवल नकारात्मक इलेक्ट्रोड में एक स्थिर एसईआई फिल्म फार्म नहीं होगा का अध्ययन करता है, लेकिन यह भी बताते हैं कि एक passivation परत सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर गठित की एक पतली परत), और एक इलेक्ट्रोलाइट अनुभवी सी प्रारंभिक विस्तार के बाद, कोई महत्वपूर्ण मात्रा विस्तार बैटरी के चक्र में देरी होती है, तो इलेक्ट्रोलाइट सी अतिरिक्त इलेक्ट्रोलाइट की, ऑक्सीडेटिव अपघटन सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर एक स्थिर passivation परत बनाने में सक्षम है और इस तरह कम विलायक दिखाया।
निम्न चित्र 25 चक्र और 80 ℃, सकारात्मक और नकारात्मक SEM फोटोग्राफ के बाद इलेक्ट्रोलाइट समाधान में बैटरी ए और सी के उपयोग से पता चलता है, यह स्पष्ट हो गया है कि बैटरी में कार्यरत एक उच्च तापमान चक्र, इलेक्ट्रोलाइट अपघटन उत्पाद एनसीएम की सतह जोड़ा इलेक्ट्रोलाइट के बिना काफी मोटा 25 से डिग्री।] बैटरी की सी चक्र। एनसीएम कोई उल्लेखनीय परिवर्तन की इलेक्ट्रोलाइट समाधान सतह सी के उपयोग, ज़ाहिर है, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह नहीं होती है पर इलेक्ट्रोलाइट की कि अपघटन मतलब यह नहीं है, इलेक्ट्रोलाइट सकारात्मक इलेक्ट्रोड के अपघटन उत्पादों के रूप में विस्थापित कर सकते हैं सेई फिल्म नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर बनाई गई है
नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह एसईआई फिल्म से देखा जा सकता है, एक उच्च तापमान पर additives के बिना इलेक्ट्रोलाइट समाधान एक इलेक्ट्रोलाइट अपघटन उत्पादों (मुख्य रूप से lif), नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह और इलेक्ट्रोलाइट बी ई इलेक्ट्रोलाइट अपघटन उत्पादों को अधिक की एक मोटी परत बनाई है कम कण भी छोटे होते हैं, जो इंगित करता है कि दोनों इलेक्ट्रोलाइट्स एक अधिक स्थिर एसईआई फिल्म या सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर इलेक्ट्रोलाइट के दोनों कम अपघटन बनाने में सक्षम। डी नकारात्मक इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट पुष्पक्रम आकार का है एक राज्य दिखा रहा है, और में भंग नहीं किया जा सकता डीएमसी में, यह संकेत दिया जाता है कि यह लीपीएफ 6 का अपघटन उत्पाद हो सकता है। हालांकि, इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान का उपयोग कर बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड की स्थिति सी के कमरे के तापमान पर परिसंचारी बैटरी की तुलना में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं है।
विश्लेषण EIS विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट्स एनसीएम सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा उपयोग करने के बाद उच्च तापमान चक्र एक उल्लेखनीय वृद्धि से पता चला है, इलेक्ट्रोलाइट एक सतह तत्संबंधी, इलेक्ट्रोलाइट की वजह से समाधान के अपघटन की वजह से एक बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट समाधान के प्रतिबाधा में वृद्धि से का परिणाम से कुलपति तरल बी कोशिकाओं सकारात्मक इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रोलाइट के अपघटन को दबाने सकता है, लेकिन चक्रों की बड़ी संख्या (350) की वजह से, प्रतिबाधा में सबसे बड़ी वृद्धि, एनसीएम के प्रतिबाधा चक्र की संख्या सामग्री एक ही लेकिन इलेक्ट्रोलाइट सी घूम तुलना में अधिक है बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स ए की छोटी संख्या अभी भी कम है, यह दर्शाती है कि इलेक्ट्रोलाइट स्थिरता बेहतर है, और इलेक्ट्रोलाइट्स डी और ई का प्रयोग करते हुए एनसीएम सामग्री में कम संख्या में चक्र (175 गुना) है, इसलिए आंतरिक प्रतिरोध में थोड़ा बढ़ जाता है
अंजीर के रूप में गठन के बाद और XRD पैटर्न के बाद सी एनसीएम में एक कैथोड सामग्री पर इलेक्ट्रोलाइट डिग्री।] बैटरी 80 की सेल्सियस तापमान साइकिल चलाना, तापमान चक्र एनसीएम सामग्री और कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन के बाद क्रिस्टल संरचना में देखा जा सकता है, लेकिन हम ध्यान दें 006/012 के HKL मूल्यों और 018/110 दो को विवर्तन चोटियों महत्वपूर्ण बदलाव आया, और ग का मान दर्शाता है कि सामग्री एक महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है, हम मानते हैं कि सामान्य एक / ग और सक्रिय सामग्री में रैखिक प्रदान की गई है संबंधित ली (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है ख), हम एनसीएम stoichiometric सामग्री के अंजीर ली से इलेक्ट्रोलाइट एक्स सी .952 में घूम में देख सकते हैं, से पता चलता है कि सामग्री के सबसे बनाए रखा है गतिविधि ली (96.4%), तापमान चक्र के बाद एनसीएम इलेक्ट्रोलाइट सामग्री बी के उपयोग खो अधिक गतिविधि ली, ली SoC = 74.4% के बारे में अवशिष्ट गतिविधि के लिए इसी। यहां से हम देख सकते हैं, इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग बैटरी लगभग कोई सेल्सियस तापमान चक्र है ली गतिविधि नुकसान जिसकी सतह पर आरोप विनिमय प्रतिबाधा बढ़ जाती है के कारण हुआ, चक्र कहाँ? यह शायद है में क्षमता से 35% की कमी, में वृद्धि हुई चार्ज और प्रक्रिया के निर्वहन के लिए एक सेल ध्रुवीकरण की ओर जाता है जिसके परिणामस्वरूप।
इलेक्ट्रोलाइट सी एनसीएम के प्रतिबाधा में वृद्धि की वजह से समाधान विनिमय कारकों का उपयोग चार्ज विश्लेषण के लिए, सामग्री के आर Genieser एनसीएम पार अनुभाग मनाया गया और विश्लेषण किया है, हम आंकड़ा एनसीएम प्राथमिक कणों की एक बड़ी संख्या को एक साथ sintered कर रहे हैं द्वारा बनाई है से मनाया द्वितीयक कणों, लेकिन 80 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान चक्र के बाद, एनसीएम ने प्राथमिक कणों के बीच कई दरारें उत्पन्न कीं, जिसके परिणामस्वरूप मुख्य कणों से अलग प्राथमिक कणों का हिस्सा बन गया, जिससे कणों के बीच संपर्क प्रतिरोध बढ़ गया।
आर Genieser अनुसंधान हमें एनसीएम / ग्रेफाइट बैटरी की क्षमता की व्यवस्था में एक गहरी अंतर्दृष्टि उच्च तापमान, गैस विस्तार और अन्य घटनाओं पर नीचे गिरावट देता है, additive इलेक्ट्रोलाइट ऊंचा तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट के अपघटन को कम करने, गैस के उत्पादन को कम करने, बैटरी में सुधार पाया गया था चक्रीय प्रदर्शन महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। आर Genieser अध्ययन में यह भी पता चला है कि, हालांकि PES, DTD और TTSPi अन्य इलेक्ट्रोलाइट additives प्रभावी ढंग से, बैटरी की एनसीएम / ग्रेफाइट चक्र प्रदर्शन को बढ़ाने गैस बैटरी, ली-कम करने गतिविधि नुकसान को कम करने सकते हैं, लेकिन अभी भी सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रभारी विनिमय के प्रतिबाधा में वृद्धि से बचने नहीं कर सकते, और अधिक शोध से पता चलता है कि, एनसीएम वृद्धि हुई प्रभारी विनिमय, माध्यमिक कणों एनसीएम दरारें के आंतरिक प्रतिबाधा की वजह से मुख्य रूप से है प्राथमिक कणों के कुछ भागों और प्राथमिक कणों के बीच अलगाव के लिए अग्रणी संपर्क प्रतिबाधा में वृद्धि में जिसके परिणामस्वरूप, जिससे पैदा कर रहा बैटरी कम हो जाती है के निर्वहन क्षमता है, इस प्रकार की सामग्री का उच्च तापमान प्रदर्शन के लिए अनुकूलित में ध्रुवीकरण परिणामों में वृद्धि मुख्य रूप से माध्यमिक कणों की एनसीएम एनसीएम सामग्री की स्थिरता में सुधार है।
