Batería de ion litio tipo electrolito.
1.1 electrolito liquido
La elección del electrolito tiene una gran influencia en el rendimiento de las baterías de ión litio. Debe tener una buena estabilidad química, especialmente a potenciales más altos y ambientes de mayor temperatura, y tiene una conductividad iónica más alta (> 10-3). ? S / cm), y debe ser inerte a los materiales del ánodo y el cátodo, no puede invadirlos. Dado que la batería de iones de litio tiene un alto potencial de carga y descarga y el material del ánodo está incrustado con un litio químicamente activo, el electrolito debe usar un compuesto orgánico y no puede contener agua. Sin embargo, la conductividad iónica de la materia orgánica no es buena, por lo que se agrega una sal conductora soluble al solvente orgánico para aumentar la conductividad iónica. En la actualidad, las baterías de iones de litio se utilizan principalmente como electrolitos. Los disolventes son sustancias orgánicas anhidras como EC, PC, DMC, DEC y la mayoría de ellos utilizan disolventes mixtos como EC / DMC y PC / DMC. Las sales conductoras son LiClO? 4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6, etc., y su conductividad es una vez LiAsF6>? LiPF6>? LiClO? 4> LiBF6. El LiClO4 es vulnerable a explosiones y otros problemas de seguridad debido a su alta propiedad oxidante. En general, se limita a la investigación experimental. El LiAsF6 tiene una alta conductividad iónica y es fácil de purificar y tiene buena estabilidad, pero contiene un As tóxico, cuyo uso es limitado; Química LiBF6 Y la estabilidad térmica no es buena y la conductividad no es alta. Aunque el LiPF6 sufrirá una reacción de descomposición, tiene una alta conductividad iónica, por lo que las baterías de ion litio utilizan básicamente el LiPF6. En la actualidad, la mayoría de los electrolitos utilizados en las baterías comerciales de iones de litio utilizan el EC / DMC de LiPF6, que tiene una alta conductividad iónica y una buena estabilidad electroquímica.
2.2 electrolito solido
El uso de litio metálico directamente como material de ánodo tiene una alta capacidad reversible, y su capacidad teórica es tan alta como 3862 mAh · g-1, que es más de diez veces la de los materiales de grafito, y el precio también es bajo, lo que Es considerado como el atractivo óptimo de una nueva generación de baterías de ión litio. El material del ánodo producirá litio dendrítico. El uso de un electrolito sólido como la conducción de iones puede crecer siempre litio dendrítico, haciendo posible el uso de litio metálico como material de ánodo. Además, el uso de un electrolito sólido evita la desventaja de demasiada fuga de electrolitos, y la batería se puede convertir en una batería de alta energía más delgada (con un grosor de solo 0,1 mm) con una mayor densidad de energía y un volumen menor. Los experimentos destructivos muestran que las baterías de iones de litio de estado sólido tienen un alto rendimiento de seguridad. Después de la liquidación, el calentamiento (200 ° C), el cortocircuito y la sobrecarga (600%) y otros experimentos destructivos, las baterías de iones de litio con electrolito líquido se perderán y explotarán. Problemas sexuales, mientras que las baterías de estado sólido no tienen otros problemas de seguridad, excepto por un ligero aumento de la temperatura interna (<20 °=""> Los electrolitos de polímero sólido tienen buena flexibilidad, moldeabilidad, estabilidad y bajo costo. Se puede utilizar como película espaciadora de electrodos positiva y negativa y como electrolito para el transporte de iones.
Los electrolitos de polímero sólido generalmente se clasifican en un electrolito de polímero sólido seco (SPE) y un electrolito de polímero de gel (GPE). Los electrolitos de polímero sólido de SPE se basan principalmente en óxido de polietileno (PEO), que tiene la desventaja de una baja conductividad iónica y solo puede alcanzar 10-40 cm a 100 ° C. En SPE, la conducción de iones se produce principalmente en la región amorfa, y el transporte se transfiere por el movimiento de la cadena de polímero. La PEO se cristaliza fácilmente debido a la alta regularidad de su cadena molecular, y la cristalización reduce la conductividad iónica. Por lo tanto, para aumentar la conductividad iónica, por un lado, es posible reducir la conductividad iónica. Por lo tanto, para mejorar la conductividad iónica, por un lado, reduciendo la solubilidad del polímero. El injerto, el bloque, la reticulación, la copolimerización y similares se utilizan para destruir las propiedades de los cristales de inanición del polímero, y su conductividad iónica se puede mejorar notablemente. Además, la adición de una sal compuesta inorgánica también puede aumentar la conductividad iónica. La adición de un solvente orgánico líquido de bajo peso molecular constante y de alta dieléctrica, como el PC, al electrolito de polímero sólido puede mejorar considerablemente la solubilidad de la sal conductora. El electrolito formado es un electrolito de polímero de gel GPE, que tiene una temperatura mejorada a temperatura ambiente. Conductividad iónica, pero la liquidación fallará durante el uso. Se han comercializado baterías de polímero de litio ion ion.