Der Elektrolyt ist ein wichtiger Bestandteil der Lithium-Ionen-Batterie, nimmt die Rolle der Ionenleitung zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode, herkömmliche Carbonat basierender Elektrolytlösung eine hohe Entflammbarkeit aufweist, war die Elektrolytlösung wichtig bei der Verbrennung in thermal runaway die Wärmeerzeugungsquellen, gemäß NASA Prüfingenieur 18650 in thermal runaway Zersetzung des wärme Ohne Berücksichtigung der Elektrolytlösung während der gesamten thermischen Runaway wird 29-49kJ Material Zersetzung freiwerdende Energie, aber wenn die durch die Verbrennung freigesetzt Elektrolyt Energie gezählt, die thermische Instabilität der Lithium-Ionen-Batterie bis zur Energie, die durch die Zersetzungsreaktion freigesetzt 119-175kJ (siehe Link: „NASA Raumanalyse Lithium-Ionen-Batterie thermal runaway“), sichtbare Sicherheits Elektrolyten Lithium-Ionen-Batterie erhebliche Auswirkungen., um das Rätsel zu lösen brennbaren Karbonat Elektrolyte, ionische Flüssigkeiten wurden zur Lösung entwickelt, fluorierte Lösungsmittel, etc., aber wegen der Kosten hat die Leitfähigkeit dieser Elektrolyte und andere Probleme weit verbreitet nicht, Wuhan University of Ziqi Zeng und anderen entwickelt wurde, eine hohe Konzentration (Li: Solvensmolekülen = 1: 2) phosphat Elektrolyt (siehe Link: „Wuhan University hohe Sicherheit nicht entflammbaren Elektrolyten zu entwickeln“), Teil des Lösungsmittelmolekülen solvatisiert und Li +, das Gehäuse bilden, während die Eigenschaften der Elektrolytlösung, nicht brennbares Aufrechterhaltung verbessert erheblich die Coulomb-Effizienz und die Zyklusstabilität.
Obwohl Wuhan University ein entflammbares Elektrolyt lösen das Problem entwickelt, aber es erfordert die Verwendung von Lösungsmitteln LiFSI Phosphat Lithium-Salz-Elektrolyt und einer hohen Konzentration, die Kosten des Elektrolyten zu erhöhen. Vor kurzem Hieu Quang Pham Chungnam National University auf der Basis von herkömmlichen Carbonat basierenden Elektrolytlösung auf die Elektrolytlösung eine nichtbrennbare, deren Verfahren ist das herkömmliche Elektrolyt (LiPF6 1M und das Lösungsmittel wurde PC) entwickelt wurde, der diethyl DFDEC Fluorethylencarbonat, in einem Elektrolyten hinzugefügt Brennen F-Ionen in dem Elektrolyten wird mit H Ionen kombinieren, um den Zweck des Unterdrückens der Verbrennung zu erreichen.
Im allgemeinen PC existieren als ein Co-Lösungsmittel Lösungsmittelmoleküle in Frage eingebettet ist, aber wenn der Film eine stabile SEI befähigte gut unterdrückt können nebeneinander eingebettete PC Problem sein, so Hieu Quang Pham zu der elektrolytischen Lösung 1 zugegeben% FEC Additive zu helfen, sich auf der Oberfläche der negativen Elektrode, um einen besseren WäRE Film bildet das gesamte eingebettete PC Problem zu unterdrücken.
Nach c aus Fig PC zu sehen sind, wenn nur das Lösungsmittel kann die Elektrolytlösung leicht entzündet werden, aber wir hinzugefügt in unterschiedlichen Anteilen der oben beschriebene Elektrolytlösung DFDEC (PC: DFDEC = 1: 9, 2: 8, 3: 7 und 4: 6), der Elektrolyt nicht verbrennt.
Die elektrochemische Stabilität des Elektrolyten ist unsere Bedenken, die HOMO Energie DFDEC -13.11eV, weniger als EC (-12.86eV) und EMC (-12.71eV), so dass die Lösungsmittel DFDEC Oxidationsbeständigkeit besser als die positive Elektrodenoberfläche EG die EMC und andere übliche organische Lösungsmittel, linearer Polarisationsscans auch bestätigt, diese unter Verwendung von PC, ein Elektrolytlösungsmittel DFDEC ersten bei etwa 4.32V schwacher Oxidations Peak erschien, 5.7V wird dann, bis keine signifikante Oxidation aufgetreten Spitze, elektrochemische Stabilität ist viel besser als die herkömmliche Carbonat-Basis Elektrolytlösung.
Fig c ist das Verhältnis der verschiedenen PC / DFDEC gemischter Lösungsmittel aus Elektrolytzirkulation Leistungskurve zwischen 2.0-5.0V PC gesehen werden kann: DFDEC = 1: 9 zu einem schlechten Zirkulation des Elektrolyten Leistung, Kapazitätsretention nach 50 Zyklen es war nur 49% (positives Elektrodenmaterial Li1.13Mn0.463Ni0.203Co0.203O2; LMNC, die negative Elektrode ein Metall Li, Knopfzelle ist), und das Verhältnis von 3: 7, Elektrolyten Leistung ist besser, bis zu einer Kapazität von 280mAh / g, nach 50 Zyklen Kapazitätsbeibehaltungsverhältnis von 93%, das ersten Coulomb-Wirkungsgrad von 79%.
Um die Leistung der Elektrolytlösung in der gesamten Hieu Quang Pham LMNC Batterie mit einer positiven Elektrode, eine negative Elektrode aus Graphit hergestellt Vollzelle, Knopfzellen und unter Verwendung von guter Leistung in 3 zu überprüfen: 7-Verhältnis des Elektrolyten, wie es aus Fig. Testergebnisse, die volle Zelle die erste Elektrolytlösung verwendet, die Effizienz von 72%, 100 Zyklen, um die Kapazitätsretentionsrate von etwa 66% (2.5-4.85V) zu verbessern, im Vergleich zu herkömmlichen auf Carbonat basierenden Elektrolytlösung hat eine sehr große verbessert, aber immer noch schnellen Rückgang fällt, vor allem wegen der Unfähigkeit, einen guten WäRE Film zu bilden, Frage PC eingebettet wurde deshalb in dem PC Lösungsmittel Graphit, Graphit führen zu Delamination und Abplatzungen auftritt. um dieses Problem zu lösen Hieu QuangPham zu der Lösung gegeben wurde oben Elektrolyten und das FEC 1 Gew% der negativen Elektrodenoberfläche eine stabilere WäRE Film bilden zu helfen. aus der Figur nach der ersten Vollzelleffizienz der FEC des 73%, 100 Zyklen der Kapazitätsretentionsrate stark ist zu sehen ist hinzugefügt zu verbessern auf 80% verbessert.
Faktoren DFDEC Um die Leistung der Lithium-Ionen-Batterie mit einer hohen Spannung Zyklus Hieu Quang Pham LMNC Oberfläche vor und nach der Zyklus Valenz Elementaranalyse XPS (siehe unten), von A zu verbessern, können in Fig herkömmlichen kohlen gesehen werden basierte Elektrolytlösung LNMC Oberfläche enthält etwa 31% der Mn2 + -Ionen zirkulierende, das ist Mn4 + und Mn2 + Mn4 + bei Reduktion zu Mn3 +, das Auftreten einer Teilchenoberfläche LNMC Disproportionierungsreaktion, erzeugte durch Reduktion mit einer Wertigkeit von Mn-Elemente, Ladungsausgleich, LMNC entsprechend verlieren etwas Material O, wodurch das Material zu ändern, von einer Spinellstruktur, geschichtete Struktur, zu halten, aber wenn PC mit :. DFDEC = 3: 7 in der Elektrolytlösung, können wir nur an der Oberfläche beobachten LNMC bis 26% des Mn3 +, in 1 Gew% des Mn3 + FEC-Verhältnisses fiel weiter auf 18%, wenn hinzugefügt, die anzeigt, dass der PC die neue DFDEC gut gemischte Lösungsmittel der Elektrolytlösung unter Verwendung von Schnittstellenstabilität LMNC Material bei einer Hochspannung verbessert wird, .
Aus der Figur B-2, das die Oberfläche bildenden Material nach der Zyklus LMNC Oberflächenschicht ungleichmäßiger in der herkömmlichen Elektrolytlösung, die hauptsächlich aus OP- F3-y (OR) y, PF- Verbindung enthält, zu sehen sind Carboxylatester und dergleichen, während wir in den Transmissions-Elektronenmikroskops sind beobachtet eine Spinellstruktur Region in der Nähe der Position der Oberfläche der negativen Elektrodenoberfläche zu zeigen, wurde auch festgestellt Mn, Ni und andere Elemente, zeigt an, dass in der herkömmlichen Elektrolytlösung in LMNC schlechte Stabilität. jedoch bei einer hohen Spannung in der PC-Elektrolytlösung DFDEC gemischt (zugegeben FEC) in wird LMNC Oberflächenmaterial aus einer dünnen Schicht (9 nm), ein gleichmäßigen und glatten Oberflächenfilm gebildet, und eine Schichtstrukturmaterial LMNC ebenfalls gut erhalten ist. zeigt dies, dass die im Vergleich zu herkömmlichen, kann der neue Elektrolyt besser LMNC Struktur unter Hochspannung stabilisiert werden, um die Auflösung und strukturelles Zerfall Übergangsmetallelement zu reduzieren, Zyklusleistung zu verbessern.
Flammschutzadditive werden typischerweise einen negativen Einfluss auf die Leistung der Lithium-Ionen-Batterie, und daher in der Praxis selten eingesetzt, Hieu Quang Pham DFDEC durch ein Carbonat in einem konventionellen Lösungsmittel (PC) Zugabe Elektrolyt der Elektrolyt Carbonate, hat auch eine nicht brennbare, während ein gute elektrochemische Leistung zu erhalten und hilft darin durch eine kleine Menge von FEC Zugabe bildete ein SEI-Film besser PC verbreitete Problem eingebettet unterdrückt wird, weiter zu verbessern, die Elektrolyten Die Leistungsfähigkeit und der Einsatz von DFDEC-Additiven verbessern zudem die Zyklenstabilität des Elektrolyten bei hoher Spannung, was für die Anwendung von Hochspannungsmaterialien der nächsten Generation von großer Bedeutung ist.
