Говоря об электромобилях, люди часто беспокоятся о своем круизном диапазоне и времени зарядки. Благодаря непрерывному продвижению технологий, нынешний ассортимент электромобилей достиг более 300 км, даже более 400 км, недалеко от уровня топливных транспортных средств. по сравнению с автомобильным моторным топливом только недостаток в том, что время зарядки слишком долго. ключ к сокращению времени зарядки электромобиля от положительного электрода Li + зарядка аккумулятора пролапса улучшить скорость зарядки аккумулятора, но мы все знаем, сольватирован MIGRATE на поверхность отрицательного электрода, отрицательный электрод поверхность происходит после десольватации встроенной в графитовом аноде, зарядка при чрезмерной скорости, значительное увеличение поляризации отрицательного электрода, что приводит к отрицательному потенциалу снижается, в результате чего металла, нанесенный на Li поверхности отрицательного электрода, это будет не только Это приводит к уменьшению кулоновской эффективности ионно-литиевой батареи, которая влияет на производительность цикла батареи и в тяжелых случаях вызывает короткое замыкание в литиево-ионной батарее.
Мы использовали для повышения лития-ионного аккумулятора быстрой зарядки производительности, главным образом, от выбранного материала отрицательного электрода, использования частиц меньшего типа увеличения материала отрицательного электрода, повышение активности области пониженной плотности тока, при одновременном снижении диффузии Li + в графитовом отрицательном расстоянии между электродами, чтобы добиться подъема заряда цель увеличение, но отрицательные частицы слишком мало, принесет целый ряд проблем, такие как уменьшение плотности водопроводной и эффективность снизилась впервые, в то время как Южная Корея Ульсан национального институт науки и технологий UNIST из Х Бин сына (первый автор) и Нам-Soon Choi (Корреспондент). Но я обратил свое внимание на выбор растворителей и добавок электролита, на которые мы уделяем меньше внимания. Если мы тщательно проанализируем структуру отрицательного электрода, мы обнаружим, что между графитовым отрицательным электродом и электролитом имеется инертный слой. мы часто говорим, что пленка ДИРА, электролитический раствор Li + проходит через этот слой только после того, как неактивного слоя для того, чтобы вставлять в слоистую структуру графита отрицательного электрода, таким образом, генерируя характеристики SEI пленку также для быстрого выполнения заряда ионно-литиевых батарей Значительное влияние.
Функциональная добавка электролита оказывает значительное влияние на структуру и состав SEI отрицательного электрода, поэтому авторы изучили и проанализировали влияние трех добавок EC, FEC и VC на быстродействие заряда литиево-ионной батареи NCM622, чтобы проанализировать сольватационную пару. Эффект литий-ионной батареи на быстрый заряд новой энергии, автор также проанализировал влияние различных составов растворителей электролита на быстродействие заряда.
Положительный электродный материал, используемый в тесте, был NCM622 от L & F, материалом отрицательного электрода был искусственный графит, а количество положительных и отрицательных электродов для покрытия составляло 18 мг / см. 2И 8,3 мг / см 2Молекулярная орбитальная теория является важным инструментом исследования электролита. Как правило, чем ниже энергия LUMO молекулы, тем легче получить электроны, и тем легче уменьшить поверхность отрицательного электрода. Чем выше молекулярная энергия HOMO, тем выше. Легко потерять электроны, и тем легче окисляться на поверхности положительного электрода, поэтому энергия LUMO и HOMO становится важными параметрами для аддитивного отбора. На следующем рисунке показаны энергетические спектры LUMO и HOMO разных молекул, рассчитанные по теории функций плотности Hye Bin Son. Из рисунка видно, что VC легче уменьшить на поверхности отрицательного электрода, и его легче окислять на поверхности положительного электрода.
На рисунке а ниже показаны кривые заряда и разряда электролитов с различными добавками электролита. Из рисунка видно, что электролит с добавкой EC (EC: DMC = 5: 95) имеет платформу более высокого напряжения во время зарядки и зарядки постоянного напряжения. Этот процесс также более длительный, что указывает на то, что омический импеданс внутри литий-ионной батареи больше, чем у двух других добавок. Учитывая, что растворитель ЕС имеет более высокую диэлектрическую постоянную (89,8) и более высокую константу донора, чем растворитель DMC ( 16.4), поэтому процесс сольватации Li + в основном состоит в том, что EC играет определенную роль, поэтому вокруг Li + образуется слой изоляционной оболочки на основе EC. Когда Li + мигрирует к поверхности отрицательного электрода, энергия LUMO EC ниже. Поэтому легче получить реакцию разложения электрона на поверхности отрицательного электрода с образованием пленки SEI, что приводит к образованию более толстой пленки SEI на поверхности отрицательного электрода с использованием EC-аддитивного электролита, что также приводит к увеличению омического импеданса и первой эффективности. По сравнению с первой эффективностью трех добавок мы обнаружили, что первая эффективность электролита добавок VC и FEC составляет около 90,6%, удельная емкость разряда материала NCM составляет 172 мАч / г, а первая эффективность электролита с использованием EC-добавки 85,2%, емкость материала положительного электрода составляет всего 163 мАч / г, что также связано с тем, что вышеупомянутая спекуляция в основном соответствует этому факту. Хе Бин Сон считает, что это связано главным образом с тем, что энергия LUMO FEC и VC относительно низкая, поэтому она может быть выше. Редуктивное разложение происходит при потенциале с образованием более стабильной пленки SEI с композицией и структурой. Как правило, лучшая пленка SEI означает лучшую производительность цикла. На следующем рисунке c можно увидеть цикл электролита с использованием EC-добавки. Производительность низкая. После 200 циклов (заряд и разряд 0,5 C) скорость удерживания емкости составляет всего 88,3%, а кулоновская эффективность составляет всего 96,9%. Однако скорость удерживания батареи электролита с использованием добавки FEC составляет до 98% после 200 циклов. Это показывает, что пленка SEI, сформированная в электролите с FEC, имеет более стабильные характеристики.
Чтобы проверить эффективность нескольких циркуляции электролита при большом увеличении, некоторые из описанного выше раствора электролита в свою очередь испытательного цикла корпус батареи 2C 1C зарядки и разрядки, в 100 раз более высокую производительность Zhidezhuyi в заряда и разряда 0.5C электролит ВК загружают со скоростью 2С, но худшее, после 100 циклов степень сохранения емкости составила 61%, добавленный ПИО электролитический раствор выполняется лучше, 3C заряда после 100 циклов емкости скорости удерживания 90%. EIS из результатов испытаний, добавление ОК формируются в электролите аддитивной SEI пленке, максимальных перезарядки импеданса, что приводит к поляризации в отрицательном электроде в процессе быстрой зарядки производится значительное увеличение разрешения легко происходит Li отрицательного электрод, серьезно влияя на циклическая работа батареи.
На приведенном ниже рисунке показан электролит батареи, используя три потенциала отрицательного электрода заряд скорости изменения при 10oC, может быть видно из фиг потенциальной VC добавки электролита батареи с использованием отрицательного электрода во время зарядки 10C падает ниже 0В быстро, в результате чего Осажденный Ли металла на поверхности отрицательного электрода.
Хе Бин Сон будет различных электролитов и капельной батарею после 100 циклов заряда и рассекали 1C 2C, поперечное сечение отрицательного электрода наблюдалось (как показано ниже), из рисунка видно, электролиз с помощью ЭК и VC добавки поверхность отрицательного электрода, и жидкость внутри батареи появились расстройства Ли роста дендритов, в частности, поверхность отрицательного добавки электролита ВК растут толстый слой дендритов металлического Li, Li потребляется рост дендритов в результате чего часть активной литий-ионной обратимой емкости батареи лития уменьшается. использование FEC в добавке электролита не наблюдалось отрицательного электрода поверхностного производства металлов Li дендриты, в основном за счет импеданса SEI, образованного в добавке электролита более FEC низкая, поэтому поляризация отрицательного электрода мала.
Для дальнейшего анализа влияния пленки SEI, образованной различными добавками на быстродействующие характеристики заряда, авторы использовали инструмент XPS для анализа отрицательного электрода после предварительной циркуляции 0.1C. Из следующего рисунка e видно, что отрицательный электрод образован в электродах с добавлением VC. Пленка SEI содержит больше поли-VC-структуры. Такая длинноцепочечная структура может не иметь подвижности и может влиять на диффузию Li +, что может вызвать сильную поляризацию отрицательного электрода во время высокоскоростной зарядки, что приводит к появлению Li. Пленка SEI, образованная в FEC, содержит больше Li2CO3, что позволяет пропускать Li +, тем самым улучшая скорость работы отрицательного электрода.
Нетрудно видеть из приведенного выше анализа, что добавка FEC может образовать более подходящую пленку SEI, что может значительно улучшить скорость заряда ионно-литиевой батареи. Поэтому автор проанализировал коэффициент добавления FEC в электролите, со следующего рисунка a Можно видеть, что различные пропорции добавок FEC мало влияют на первый КПД батареи, что составляет около 90,5%. Из следующего рисунка c видно, что при зарядке при большом увеличении 5C 30% аккумуляторов, добавленных в FEC, могут быть самыми высокими. Емкость разряда, а электролит с содержанием FEC 70% приведет к быстрому снижению быстродействия заряда батареи. Это связано главным образом с тем, что вязкость электролита увеличивается по мере увеличения количества FEC, а содержание FEC увеличивается до 70%. В будущем вязкость резко возрастает, в результате чего уменьшается ионная проводимость электролита. В то же время мы замечаем, что когда содержание FEC ниже 30%, хотя вязкость электролита увеличивается, ионная проводимость электролита все еще значительно увеличивается. В основном потому, что FEC представляет собой полярную молекулу, которая может способствовать сольватации Li +, тем самым увеличивая концентрацию носителей в электролите и увеличивая проводимость электролита.
Испытания показали, что скорость работы системы FEC / DMC была значительно лучше, чем у системы FEC / EMC. Дальнейший анализ показал, что быстродействие заряда графитового анода в этих двух системах близко. Тем не менее, высокая эффективность заряда NCM-положительного электрода сильно зависит от системы электролитного растворителя. Поэтому влияние двух электролитных систем на быстродействующие характеристики батареи в основном отражается в материале с положительным электродом с NCM. Автор считает, что это в основном процесс быстрой зарядки. В процессе, когда большое количество Li + поступает в электролит, FEC постепенно потребляется в процессе сольватации, поэтому растворитель электролита и Li + необходимо сольватировать, но поскольку молекулярная цепь ЭМС длинна, ее нелегко образовать. Внешняя оболочка сольватации, в то время как DMC может легче расположить пространство, чтобы способность сольватации была сильнее, что улучшало быструю зарядку литиево-ионной батареи.
Работа Хе Бин Сон показывает, что добавка FEC может образовывать пленку SEI с меньшим сопротивлением перезарядки и более высокой ионной проводимостью на поверхности отрицательного электрода, тем самым уменьшая поляризацию отрицательного электрода во время быстрой зарядки, уменьшая осаждение металла Li и улучшая высокую скорость заряда. Производительность цикла. Исследование растворителя также показало, что сольватирующая способность DMC-растворителя может значительно улучшить стабильность цикла ионно-литиевой батареи при высокой скорости заряда.
