हाल ही में, अमेरिका प्रशांत नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशाला PNNL अपनी आधिकारिक वेबसाइट एक भारी संदेश पर पोस्ट, रिपोर्ट PNNL एक उच्च प्रदर्शन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट लिथियम धातु विकसित के अनुसार, लिथियम धातु सात बार से अधिक बैटरी जीवन, PNNL प्रतिनिधित्व बढ़ाया जा सकता है 'Battery500 संघ' कार्यक्रम के तहत परियोजना है, ताकि बैटरी पैक के विशिष्ट ऊर्जा 500Wh / किलो तक पहुँच जाता है, जो तीन से अधिक बार उच्च विश्वसनीयता, लंबे जीवन और कम लागत लिथियम धातु बैटरी विशिष्ट ऊर्जा की लिथियम आयन बैटरी की वर्तमान विकसित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है इसके बाद के संस्करण। हालांकि, कई घरेलू मीडिया के रूप में व्याख्या पुट 'PNNL एक इलेक्ट्रोलाइट, विकसित इतना है कि बैटरी जीवन सात गुना वृद्धि हुई', लिथियम धातु बैटरी का उल्लेख नहीं था, यह स्पष्ट है पाठकों को गुमराह के संदेह नहीं है।
लिथियम इलेक्ट्रोड और 3860mAh / जी, केवल एक संभावित -3.04V के सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता (बनाम मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड), एक आदर्श नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, लिथियम धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड है, लेकिन वहाँ एक मिथ्या दोष है, लेकिन - धातु लिथियम डेन्ड्राइट के लिए लिथियम डेन्ड्राइट समस्याओं विभिन्न समाधान प्रस्तावित किया गया है के समाधान, इलेक्ट्रोलाइट उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट समाधान में कुछ एफ युक्त यौगिक जोड़कर, एक आम अनुकूलन पद्धति है, (C2H5) 4NF (HF) 4, fluorinated इथाइलीन कार्बोनेट अन्य धातु ली काफी एसईआई फिल्म सतह की स्थिरता में सुधार कर सकते हैं, ली नमक की उच्च सांद्रता भी एक बहुत प्रभावी तरीका हो उदाहरण के लिए, LiTFSI इलेक्ट्रोलाइट की एक उच्च एकाग्रता काफी ली-एस बैटरी लिथियम डेन्ड्राइट के विकास को बाधित कर सकते हैं साबित कर दिया है। हालांकि इलेक्ट्रोलाइट की उच्च एकाग्रता ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रदर्शन उठाने के लिए अनुकूल है, लेकिन एक नकारात्मक प्रभाव, उदाहरण के लिए, चिपचिपाहट में एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान वृद्धि होगी, आयनिक चालकता में कमी, लेकिन यह भी इलेक्ट्रोलाइट समाधान की लागत में वृद्धि।
हाल ही में, अमेरिका प्रशांत नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशाला PNNL के Shuru चेन एट अल प्रस्तावित एक आंशिक पतला समाधान मंदक इलेक्ट्रोलाइट में उच्च एकाग्रता में electrochemically स्थिर के एक हिस्से को जोड़ा जाता है, इलेक्ट्रोलाइट नमक ली भंग नहीं करता है लेकिन इन diluents, लेकिन विलायक के उच्च सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट समाधान में के बीच एक मंदक के साथ पारस्परिक रूप से घुलनशील हो सकता है, और इलेक्ट्रोलाइट 'कमजोर पड़ने' एक स्थानीय उच्च एकाग्रता क्षेत्र और कम एकाग्रता क्षेत्र स्थानीय स्तर पर बनाने है, जिससे उच्च सांद्रता बनाए रखने के लिए इलेक्ट्रोलाइट की उत्कृष्ट विशेषताओं के मामले में, इलेक्ट्रोलाइट उच्च एकाग्रता की समस्या को हल करने के लिए। इस अवधारणा के मार्गदर्शन में, Shuru चेन और अन्य इलेक्ट्रोलाइट्स 4V ली एनोड और कैथोड सिस्टम एक स्थिर धातु में काम करने के लिए, अच्छा डिजाइन किया ली डेन्ड्राइट की एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के विकास में बाधा, धातु ली / NCM111 का चक्र बैटरी, 7 बार या उससे अधिक बढ़ाने बहुत धातु ली बैटरी की उपयोगिता में सुधार।
5.5M LiFSI / डीएमसी इलेक्ट्रोलाइट समाधान के बिस (2,2,2-trifluoroethyl) आकाश (BTFE) का उपयोग कर Shuru चेन प्रयोग एक आंशिक रूप से पतला LiFSI अलग इलेक्ट्रोलाइट सान्द्रता प्राप्त करने के लिए पतला किया गया था। यह फिल्म अलग अलग इलेक्ट्रोलिसिस से पता चलता तरल ली / बैटरी की Cu तुलना चार्ट Coulombic दक्षता, अंजीर Coulombic दक्षता 1.2M LiFSI / डीएमसी इलेक्ट्रोलाइट समाधान से देखा जा सकता है, बहुत, कम ही लगभग 9% है अगर एकाग्रता Coulombic दक्षता LiFSI 5.5M, बैटरी तुरंत बढ़ाने के लिए यह 99.2% की वृद्धि हुई है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए धातु ली LiFSI इलेक्ट्रोलाइट समाधान की एक उच्च एकाग्रता दिखा जब कुछ भागों BTFE में इलेक्ट्रोलाइट को जोड़ा गया, यहां तक कि 2.5M और LiFSI अभी भी 1.2M करने के लिए एकाग्रता कम करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है संभव है एक उच्च Coulombic दक्षता बनाए रखने के लिए (99.5%, क्रमशः, और 99.2% तक पहुँच सकते हैं), यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रोलाइट समाधान स्थानीय ली डेन्ड्राइट के विकास को रोकना Coulombic क्षमता में वृद्धि एक महत्वपूर्ण प्रभाव हो पतला था।
इलेक्ट्रोलाइट परिसंचरण अलग ग्राफ नीचे के बाद SEM चित्रों इलेक्ट्रोड (fig। ए, ई पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट LiPF6, अंजीर ख है, च 1.2MLiFSI / डीएमसी, अंजीर ग, की 5.5M LiFSI / डीएमसी इलेक्ट्रोलाइट अंजीर घ छ है , ज 1.2M LiFSI / DMC-BTFE समाधान) है, तो हम इलेक्ट्रोलाइट समाधान और LiFSI धातु ली ढीला, झरझरा राज्य दर्शाती में पारंपरिक 1.2M LiPF6 इलेक्ट्रोलाइट में आंकड़ा से देख सकते हैं, और शाखा ली के साथ क्रिस्टल विकास, लेकिन आंशिक कमजोर पड़ने इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रोड 1.2M LiFSI / DMC-BTFE हम मुख्य ली का निरीक्षण कर सकते इलेक्ट्रोड के पार अनुभाग की ओर से कोई ली डेन्ड्राइट वृद्धि के साथ, 5um के बारे में कणों की एक व्यास तक पहुँच जाता है हम विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट्स भी धातु ली, 1.2M LiFSI / DMC-BTFE इलेक्ट्रोलाइट में इलेक्ट्रोड मोटाई पर एक नकारात्मक प्रभाव को देख सकते हैं इलेक्ट्रोलाइट में अन्य ली धातु एनोड (समान areal घनत्व) की तुलना में काफी कम है, कि स्थानीय संकेत पतला इलेक्ट्रोलाइट ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक घने संरचना के गठन, जिससे दुष्प्रभाव की घटनाओं को कम करने में सक्षम है, चक्र जीवन और Coulombic दक्षता में सुधार।
आदेश में एक उच्च वोल्टेज प्रणाली में इलेक्ट्रोलाइट समाधान की स्थिरता को सत्यापित करने के लिए, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड, NMC111 एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री (2mAh / सेमी 2, 4.3V) के नीचे का उत्पादन पूर्ण कोशिकाओं के रूप में Shuru चेन ली धातु एक पूर्ण सेल अलग की इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग कर से पता चलता चित्रा से विद्युत रासायनिक प्रदर्शन हम 1C के एक कम चार्ज-डिस्चार्ज दर देख सकते हैं, एक पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट बैटरी ध्रुवीकरण में तेजी से वृद्धि की है, जीवन भर गिरावट तेजी से घटना ड्रॉप (100 चक्र, क्षमता प्रतिधारण दर 40% थी )। 5.5M LiFSI / डीएमसी इलेक्ट्रोलाइट की उच्च सांद्रता निश्चित रूप से ली धातु नकारात्मक कूलम्ब दक्षता बढ़ाने के लिए मदद मिलेगी, लेकिन ध्रुवीकरण और क्षमता में निरंतर वृद्धि देखी संचलन में अभी भी कर रहे हैं जबकि घटना नीचे गिरावट, अंतिम 100 चक्र क्षमता प्रतिधारण दर केवल बारे में 76% है, जो इलेक्ट्रोलाइट की वृद्धि हुई है चिपचिपापन में अत्यधिक ली नमक एकाग्रता परिणामों की वजह से हो सकता है, आयनिक चालकता गरीब wettability की वजह से कम हो जाती है। इलेक्ट्रोलाइट समाधान स्थानीय स्तर पर पतला था संचलन में उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन दर्शाती है (300 चक्र, 95% की क्षमता प्रतिधारण दर, 700 चक्र क्षमता प्रतिधारण दर> 80%)।
ऊपर-वर्णित इलेक्ट्रोलाइट समाधान पर तंत्र अध्ययनों में पाया गया था, और LiFSI BTFE के बीच बल LiFSI और डीएमसी, डीएमसी और इसलिए अधिक LiFSI प्रतिक्रिया विलायक है, जो इलेक्ट्रोलाइट में बनाई है होने की संभावना के बीच बल की तुलना में काफी कमजोर हो LiFSI-डीएमसी क्षेत्र के उच्च स्थानीय सांद्रता, यह सुनिश्चित करें कि धातु ली बैटरी के प्रदर्शन। इसके अलावा BTFE ली + का भाग के बाद जोड़ दिया गया बढ़ाया जा सकता है प्रसार क्षमता, FSI- LiFSI-डीएमसी की एक उच्च एकाग्रता के प्रसार को कम करने की क्षमता है, जिससे विद्युत-समाधान में सुधार गणना की दर प्रदर्शन। सीमांत कक्षीय सिद्धांत डीएमसी FSI- पहले नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर विघटित पर प्रदर्शित किया जाएगा, एसईआई फिल्म lif, ली धातु एनोड के एक उच्च सामग्री में जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोलाइट के साथ इंटरफेस को स्थिर करने, धातु ली बैटरी के चक्र स्थिरता को बढ़ाने के लिए ।
ShuruChen एट अल एक अद्वितीय परिप्रेक्ष्य से, सामयिक कमजोर पड़ने विधि द्वारा, ली नमक के उच्च स्थानीय एकाग्रता कम एकाग्रता के क्षेत्र में इलेक्ट्रोलाइट में बनाए रखने के लिए, न केवल ऐसा करने के लाभों बाधा ली डेन्ड्राइट विकास में ली नमक की एक उच्च एकाग्रता बनाए रखने के लिए है, फायदे धातु ली सेल के Coulombic क्षमता में वृद्धि, लेकिन यह भी उच्च चिपचिपापन इलेक्ट्रोलाइट के उच्च एकाग्रता, कम ईओण चालकता, और उच्च लागत का नुकसान से बचने के लिए, की तुलना में अधिक के विकास के लिए एक ली / NMC 700 सेल साइकिल चालन स्थिरता बड़ी उपलब्धि प्राप्त करने के लिए ली धातु बैटरी बहुत महत्वपूर्ण इलेक्ट्रिक वाहन लाभ बढ़ा सकते हैं।
