L'elettrolita è un componente importante della batteria agli ioni di litio, assumere il ruolo di conduzione di ioni tra l'elettrodo positivo e l'elettrodo negativo, soluzione elettrolitica carbonato basata convenzionale ha una elevata infiammabilità, la soluzione elettrolitica era importante nella combustione di instabilità termica generare il calore fonti, secondo la NASA prova ingegnere 18650 in decomposizione instabilità termica del calore Escludendo la soluzione elettrolitica, durante l'intero instabilità termica sarà energia 29-49kJ materiale decomposizione rilasciato, ma una volta liberato dalla combustione elettrolita energia contati, la deriva termica della batteria agli ioni di litio fino a l'energia liberata dalla reazione di decomposizione 119-175kJ (vedi link: "la NASA analisi dello spazio della batteria agli ioni di litio instabilità termica"), visibile elettrolita sicurezza della batteria agli ioni di litio impatto significativo. per risolvere il puzzle solving elettroliti carbonato infiammabili, sono stati sviluppati liquidi ionici, solventi fluorurati, ecc, ma a causa del costo, la conduttività di questi elettroliti e altre questioni non è stato ampiamente utilizzato, Wuhan University of Ziqi Zeng e altri hanno sviluppato una elevata concentrazione (Li: molecole di solvente = 1: 2) elettrolita fosfato (vedi link: "Wuhan University per sviluppare alta sicurezza elettrolita non infiammabile"), Parte delle molecole di solvente e solvatato Li + formare l'alloggiamento, pur mantenendo le caratteristiche della soluzione elettrolitica non combustibile, migliora notevolmente l'efficienza e la stabilità coulombiane ciclo.
Anche se Wuhan University ha sviluppato un elettrolita infiammabile risolvere il problema, ma richiede l'uso di solventi LiFSI litio fosfato sale elettrolitico e una elevata concentrazione, aumentando il costo del elettrolita. Recentemente, Hieu Quang Pham Chungnam National University sulla base della soluzione elettrolitica carbonato convenzionale basato sulla soluzione elettrolitica sviluppato un non combustibile, il loro metodo è l'elettrolita convenzionale (LiPF6 1M e il solvente fu PC) è stato aggiunto dietil carbonato il fluoroetilene DFDEC, in un elettrolita masterizzazione ioni F nell'elettrolita si combinano con gli ioni H, in modo da realizzare lo scopo di sopprimere la combustione.
Generalmente PC esistere come co-solvente molecole di solvente incorporati in questione, ma se il film è in grado di formare un SEI stabile è ben soppressa può essere co-embedded PC problema, così Hieu Quang Pham aggiunto alla soluzione elettrolitica 1% additivi FEC per aiutare a formare un film migliore SEI sulla superficie dell'elettrodo negativo, sopprimendo il problema PC incorporato totale.
Dopo c si può vedere dalla figura PC quando solo il solvente, la soluzione elettrolitica può essere facilmente acceso, ma abbiamo aggiunto in differenti proporzioni della soluzione sopra descritta elettrolitica DFDEC (PC: DFDEC = 1: 9, 2: 8, 3: 7 e 4: 6), l'elettrolita non brucia.
La stabilità elettrochimica dell'elettrolito è nostre preoccupazioni, l'energia HOMO DFDEC -13.11eV, inferiore CE (-12.86eV) e EMC (-12.71eV) in modo che il solvente DFDEC resistenza all'ossidazione meglio la superficie dell'elettrodo positivo CE , EMC e altri solventi organici convenzionali, scansioni polarizzazione lineari anche confermato questa, tramite PC, un elettrolita solvente DFDEC apparso debole picco ossidazione a circa 4.32V, 5.7V sono quindi finché non si è verificato ossidazione significativa picco, stabilità elettrochimica è molto migliore della soluzione elettrolitica carbonato basata convenzionale.
La figura c è il rapporto di diversi PC / DFDEC solvente misto di curva elettrolita prestazioni circolazione tra 2.0-5.0V può vedere PC: DFDEC = 1: 9 a scarsa circolazione di elettrolita prestazioni, capacità di ritenzione dopo 50 cicli era solo 49% (Li1.13Mn0.463Ni0.203Co0.203O2 materiale di elettrodo positivo, LMNC, l'elettrodo negativo è un metallo Li, pila a bottone), e il rapporto di 3: 7, prestazioni elettrolita è meglio, fino alla capacità di 280mAh / g, dopo 50 cicli rapporto capacità di ritenzione del 93%, il primo efficienza coulombiane del 79%.
Al fine di verificare le prestazioni della soluzione elettrolitica nell'intero batteria Hieu Quang Pham LMNC ad un elettrodo positivo, un elettrodo negativo di grafite preparato cellulare pieno, cellule del tasto e utilizzando buone prestazioni in 3: 7 rapporto dell'elettrolita, come mostrato dalla fig. risultati della prova, la cella completo utilizzando la prima soluzione elettrolitica per migliorare l'efficienza del 72%, 100 cicli il tasso di ritenzione capacità di circa 66% (2.5-4.85V), rispetto alla soluzione elettrolitica carbonato basata convenzionale ha un grande migliorata, ma ancora in calo più rapido declino, soprattutto a causa della incapacità di formare un buon film SEI, PC domanda incorporati sono stati pertanto verificarsi nel PC grafite solvente, grafite piombo alla delaminazione e scheggiatura. per risolvere questo problema Hieu QuangPham alla soluzione elettrolitica sopra è stato aggiunto e la FEC 1wt% della superficie dell'elettrodo negativo per aiutare formare un film più stabile SEI. dalla figura è visibile dopo la prima efficienza della cella completa del FEC viene aggiunto per migliorare il 73%, 100 cicli il tasso di ritenzione capacità nettamente migliorato per 80%.
Fattori DFDEC fine di migliorare le prestazioni della batteria agli ioni di litio in un ciclo ad alta tensione, superficie Hieu Quang Pham LMNC prima e dopo il ciclo di valenza analisi elementare XPS (mostrato di seguito), da A può essere visto nella figura carbonato convenzionale soluzione elettrolitica basata circolante superficie LNMC contiene circa il 31% di Mn2 + ioni, che è Mn4 + e Mn2 + Mn4 + sulla riduzione Mn3 +, verificarsi di superficie delle particelle reazione LNMC disproporzionamento generato mediante riduzione con una valenza di elemento Mn, per mantenere l'equilibrio di carica, LMNC perde corrispondentemente materiale O, facendo sì che il materiale per cambiare da una struttura a spinello, struttura a strati, ma quando si utilizza PC :. DFDEC = 3: 7 nella soluzione elettrolitica, si può osservare solo la superficie LNMC al 26% di Mn3 +, se aggiunti in 1% in peso del + rapporto FEC Mn3 sceso ulteriormente al 18%, indicando che il PC utilizzando il nuovo DFDEC solvente ben miscelati della soluzione elettrolitica è migliorata stabilità interfaccia materiale LMNC ad alta tensione .
Può essere visto dalla figura B-2, il materiale costituente la superficie dopo il ciclo LMNC strato superficiale non uniforme nella soluzione elettrolitica convenzionale comprendente principalmente OP- F3-y (OR) y, PF-composto contenente, esteri carbossilato e simili, mentre siamo al microscopio elettronico a trasmissione è stata osservata per esporre una regione struttura a spinello vicino alla posizione della superficie della superficie dell'elettrodo negativo è stato anche rilevato Mn, Ni e altri elementi, indica che nella soluzione elettrolitica convenzionale LMNC scarsa stabilità. Tuttavia, ad alta tensione nel PC soluzione elettrolitica DFDEC misto (aggiunto FEC) in materiale superficie LMNC è formato da uno strato sottile (9nm), una pellicola uniforme e la superficie liscia, e un materiale di struttura stratificata LMNC è stato anche ben conservato. questo dimostra che, rispetto al tradizionale, il nuovo elettrolita può essere meglio stabilizzato struttura LMNC sotto alta tensione, per ridurre la dissoluzione e l'elemento strutturale metallico decadimento di transizione, migliorare le prestazioni del ciclo.
additivi antifiamma tipicamente avranno un impatto negativo sulle prestazioni della batteria agli ioni di litio, e quindi raramente utilizzato nella pratica, Hieu Quang Pham DFDEC aggiungendo un carbonato in un solvente convenzionale (PC) elettrolito, carbonati quali elettroliti ha anche un non infiammabile, pur mantenendo buone prestazioni elettrochimiche e aiutare ivi aggiungendo una piccola quantità di FEC formata una pellicola SEI è meglio Soppressione incorporato PC problema comune, per migliorare ulteriormente l'elettrolita prestazioni, mentre usando additivi DFDEC può anche migliorare la buona stabilità circolazione dell'elettrolita ad una tensione elevata, è di grande importanza per l'applicazione di materiali di generazione di alta tensione.
