고전압, 고 에너지 밀도와 우수한 사이클 성능의 리튬 이온 배터리가 그들에게 가장 성공적인 화학 에너지 저장 배터리, 최근 몇 년 동안, 특히 급속한 발전을하기 위해선, 전기 자동차 산업의 급속한 발전의 기회를 열었다 리튬 이온 배터리를 만들려면 거대한 시장 인센티브의 급속한 확장을위한 글로벌 리튬 이온 배터리 용량. 전통적인 에너지 밀도 및 사이클 수명이 명확하게 유리 있지만 화학 축전지, 리튬 이온 배터리,하지만 리튬 이온 배터리 온도 적응성에 비해 열화로 인해 저온에서의 동적 상태에 여러 갭은 셀의 결과에도 전해질과 양극과 음극 사이의 부반응을 증가시키기 위해 고온에서 리튬 이온 전지의 안전 문제를 일으킬, 전지 용량의 감소의 결과로 존재 배터리 애플리케이션 복잡한 온도 제어 시스템을 사용하는이 리튬 이온 결과 저항, 리튬 이온 전지의 충격 사이클 특성을 높일 수 있고, 전기 에너지의 소비를 증가 한편, 리튬 이온 전지 팩의 이러한 양태의 비용을 증가 전기 자동차의 순항 범위를 줄입니다.
고온 가스 드롭 및 사이클 특성 저하의 리튬 이온 전지에 대한 문제는, R. Genieser는 사람 워윅 전해질 첨가제 대학 같은 NMC111 / 흑연 셀 아래, 80 ℃ 높은 온도에서의 내부 저항과 용량의 감소의 증가를 가스를 발산 주의 깊게 연구는 주로 전하 교환 물질 발생할 저항 증가 NCM111 전하 교환 정극 재료, R. Genieser NCM111에서 배터리의 내부 저항의 증가가 중요한 인자가 파손 2 차 입자의 임피던스의 증가에 대해 이렇게 후속 것을 보여 분석 재료의 고온 성능 최적화는 2 차 입자의 구조적 안정성을 위해 수행되어야합니다.
PES 1,3- 프로필렌 기 아래 표에 사용 된 실험 R. Genieser 전해질 부품 - 술톤의 DTD 메틸렌 methanedisulfonate는 (트리메틸 실릴이다 TTSPi ) 인산염.
다음 그림은을 사용하여 전기 분해 이외에, 어떠한 전지 전해질은 초기 용량의 90 % 이상을 상실 50 사이클 내에 첨가제없이 볼 수있는 80 ℃ 고온에서의 다른 곡선 전해질 전지의 사이클을 나타낸다 순환 후의 전지 유체는 고온에 LiF와 PF5의 LiPF6로 분해 될 수있다 크게 팽윤을 시행하고, PF5는 HF와 POF3을 생성하고 상기 반응을 유발하는 물과 반응 할 수있는 강한 루이스 산인 PEO와 CO2 생성 (아래 공식 참조) 또한 양극은 전해질 용매의 산화를 일으켜 CO, CO2 및 기타 가스를 생성 할 수 있습니다.
전해질에 1 %의 VC 첨가제를 단순히 첨가하면 고온 (곡선 B)에서 전해질의 사이클링 성능을 크게 향상시킬 수 있으며 PES 및 DTD를 첨가하면서 TTSPi 첨가제의 전해질 C는 전해질보다 약간 우수합니다 B, 초기 사이클의 전해액 D는 B 및 C 전해질 사이클과 비슷하지만 200 사이클 후에는 배터리 용량이 갑자기 떨어집니다. 일반적인 FEC (일반 Si 음 전해질)가 추가되었습니다. 따라서, 전해질 E의 고온에서 SEI 필름의 기계적 안정성)을 향상 LiF를 SEI 필름의 높은 수준을 제공하는 첨가제는 급감 용량 저하 현상이 발생도이며, 전지 팽 현상은 수있다 발생 고온으로 인한 FEC 분해 (아래 그림 참조).
첨가제 PES 개선 때문에 아래의 전하 교환 B 피팅에 의해 얻어진 EIS 임피던스 RCT가 다른 전해질과 비교하여 알 수있다하는 C 세포주기 전하 교환 저항 증가율이 느리고, 이는 수있다 전해질의 안정성. 전해액 B와 C만이주기 동안 비교적 안정하게 유지되는 피팅에서 얻은 직렬 저항 Rs에서 볼 수 있으며 다른 전해질은 상당한 상승을 보입니다. 200 D 후, 명확한 상승 전해질 전지 D의 가능한 경우를 나타내는 단 전지 다이빙 용량 (보조 용매 경향 임베디드 PC 12 월에 LiPF6을 배출 한 시점에서이 발생이다 RS 전해질은 안정적이지 못하며, 이러한 요인들이 함께 전해질 D를 더 빨리 소모시킵니다.
80 ℃에서 전해질 첨가제 A 및 체적 팽창이없는 전지를 이용하는도 케이스. 40 ℃ 사이클 C는 저온 순환 부피 변화시의 전지는 주로 delithiation의 양극과 음극에 리튬을 흡장에서 유래 큰 체적 팽창 NCM 전지 전해질은 주로 양극 리드 산화 생성물이기 때문에, 고온에서 R. Genieser에 있도록 체적 변화 (리튬 층간 흑연 8 %, 리튬 2 % 중에 NCM의 체적 팽창 동안 팽창) 가스 전해액 B의 전지의 체적 팽창을 이용하여,도 (B)로부터 알 수있다 (EC 산화 연구는 그 CO를 도시하고 CO2는 주요 소스 셀 가스이다 수)가 될 수 있고, 전지 전해질을 사용하는 것보다 훨씬 더 느리다 VC는보다 안정한 패시베이션 층을 형성하는 데 도움이되기 때문에 (VC는 음극에 안정한 SEI 막을 형성 할뿐만 아니라 양극에 얇은 패시베이션 층을 나타냄을 보여주는 연구 결과) 반면 전해질 C는 초기 팽창 후에 현저한 부피 팽창은 전해질 C 양극 표면에 전해액의 산화 분해를 안정적으로 보호 층을 형성 할 수있는 첨가제, 따라서 적은 용매 보였다 전지의 후반에 발생하지 않는다.
다음 그림은 25 사이클, 80 ℃, 양 및 음의 SEM 사진 후 전해액 전지 A와 C의 이용을 나타낸다는 분명 해졌다 그 전지의 고온 사이클 전해질 분해물 NCM의 표면을 채용 첨가 전해질없이 상당히 두꺼운보다 25 ℃가.] 전지 C의 사이클. NCM 큰 변화의 전해액면 C의 사용은 물론, 발생하지 않는 정극 표면에서의 전해액의 분해를 의미하지 않고, 전해질은 양극의 분해 생성물로 이주 할 수있다 SEI 필름이 음극 표면 상에 형성된다.
음극 표면이 SEI 필름으로부터 알 수있는 고온에서 자연산 전해질 용액 (A)는 전해질 분해 생성물 (주로에 LiF), 음극의 표면과 전해질 B를 E 전해 분해물 이상 두껍게 형성된다 적은 입자보다 안정적 SEI 막 또는 양극 표면에서의 전해질의 양 적은 분해를 형성 할 수있는 둘 전해질. 음극 전해질 꽃차례 형상 D는 상태를 도시 한에 용해 될 수없는 것을 나타내는도 작다 DMC에서는 이것이 LiPF6의 분해 생성물 일 수 있지만, 전해액 C를 사용한 전지의 음극 상태는 실온에서 순환하는 전지에 비하여 현저하게 변화하지 않는다.
분석 EIS 고온주기 때문에 그 표면에 전해에 의한 전해액의 분해 전지 정극 주로 전해액의 임피던스를 증가시킴으로써, 상당한 증가를 도시 한 후에 각종 전해질 NCM 양극의 임피던스를 사용하여 결과로부터 VC 액 B 세포는 양극에서 전해액의 분해를 억제 할 수 있지만 인해 사이클의 다수 (350)에 임피던스의 큰 증가 NCM의 임피던스 재료 C 순환 전해액보다 동일하지만 더 사이클의 수가 증가하더라도 전해질 A의 수가 적을수록 전해질 안정성이 우수하고 전해질 D 및 E를 사용하는 NCM 소재는주기가 짧아 (175 배) 내부 저항이 거의 증가하지 않습니다.
다음 그림 a는 형성 후 80 ℃의 고온 사이클링 후 전해질 C에서 NCM 양극 물질의 XRD 회절 패턴을 보여줍니다. NCM 물질의 결정 구조는 고온 사이클 후에 크게 변화하지 않았 음을 알 수 있습니다. 006/012의 HKL 값 및 018/110 2 회절 피크가 크게 변화를 겪고,와 C의 값이 재료는 중요한 변경이 발생하는 것을 나타내며, 우리는 일반적으로 A / C 및 활물질의 선형 표현 리튬 관련되어 있다고 생각 (도 B에서 도시 된 것과 같이), 우리가 X C 0.952 순환 전해액 NCM 화학량 론적 재료도 리에서 알 수있는 재료의 대부분이 활성 리튬 (96.4 %)를 유지하는 것이 보여 온도 사이클 후의 NCM 전해질 재료 B의 사용은 리튬은 약 74.4 % 충전 상태가 = 잔류 활동에 대응하는,보다 활성 리튬을 잃었다. 우리가 볼 수있는 여기에서, 전해액을 이용한 전지가 거의 C 온도 사이클 없다 리 활성 감소는 충 방전 공정 것은 셀 분극 리드 증가의 결과로 인해 양의 표면 전하 교류 임피던스의 증가로, 이것은 아마도? 사이클에서의 용량의 35 %의 손실이 발생 하였다.
충전 교환 인자 C NCM의 임피던스의 상승에 의한 전해액을 사용하여 분석을 위해, 재료의 R. Genieser NCM 단면을 관찰하고 분석하여, 우리는 NCM 함께 소결 일차 입자가 다수 형성되는도 관찰 이차 입자 만, 80 ℃ 후에.] C 온도 사이클 입자 증가 사이의 접촉 저항을 일으키는 입자 중에서 일차 입자의 본체 부로부터 분리 결과 NCM의 일차 입자 사이에 발생하는 다수의 균열.
R. Genieser 조사 고온, 가스 확장과 다른 현상에 아래로 감소 우리에게 NCM / 흑연 배터리 용량의 메커니즘에 대한 깊은 통찰력을 제공, 전해액 첨가제는 배터리를 개선, 가스 생산을 감소, 고온에서 전해질의 분해를 줄이기 위해 발견 R. Genieser의 연구에 따르면 PES, DTD 및 TTSPi와 같은 전해액 첨가제가 NCM / 흑연 셀의 사이클 성능을 효과적으로 개선하고 배터리 가스 생산을 줄이며 활성 Li의 손실을 줄일 수 있지만 여전히 양극 전하 교류 임피던스의 증가를 피할 수 있고, 상기 조사함으로써 유발 NCM 충전 교환 접촉 임피던스 증가의 결과로, 일차 입자의 부분과 일차 입자 사이의 분리를 초래 인해 이차 입자 NCM 균열의 내부 임피던스 주로 증가 된 것을 나타낸다 따라서 재료의 고온 성능을 위해 최적화 감소 전지의 방전 용량의 결과 편광 증가 이차 입자 NCM NCM 재료의 안정성을 향상시키기 위해 주로이다.
