Relevanter technischer Entwicklungstrend des Lithiumbatterieelektrolyten 5 Neue Trendanalyse

Der Elektrolyt ist ein leitfähiger Ionenleiter zwischen dem Pluspol und dem Pluspol der Batterie. Es besteht aus Elektrolyt-Lithiumsalz, hochreinem organischem Lösungsmittel, notwendigen Zusatzstoffen und anderen Rohstoffen in einem bestimmten Verhältnis. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Energiedichte, Leistungsdichte, umfangreichen Temperaturanwendungen, der Zyklenlebensdauer und der Sicherheitsleistung von Batterien.

Das aus Hülle, positiver Elektrode, negativer Elektrode, Elektrolyt und Diaphragma bestehende Elektrodenmaterial steht zweifellos im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit und Forschung der Menschen. Gleichzeitig ist der Elektrolyt aber auch ein nicht zu vernachlässigender Aspekt. Schließlich spielt der Elektrolyt, der 15 % der Batteriekosten ausmacht, eine entscheidende Rolle für die Energiedichte, Leistungsdichte, breite Temperaturanwendung, Lebensdauer, Sicherheitsleistung und andere Aspekte der Batterie.

Elektrolyt ist ein Ionenleiter, der zur Leitung zwischen den positiven und negativen Elektroden einer Batterie dient. Es besteht aus Lithiumelektrolyt und anderen Rohstoffen, hochreinen organischen Lösungsmitteln und notwendigen Zusatzstoffen in einem bestimmten Verhältnis. Da die Anwendung von Lithiumbatterien immer umfangreicher wird, sind die Anforderungen verschiedener Lithiumbatterien an ihre Elektrolyte zwangsläufig unterschiedlich.

Derzeit ist das Streben nach hoher spezifischer Energie die größte Forschungsrichtung bei Lithiumbatterien. Besonders wenn mobile Geräte einen immer größeren Anteil am Leben der Menschen ausmachen, ist die Batterielebensdauer zur wichtigsten Leistung von Batterien geworden.

Negatives Silizium hat eine große Grammkapazität, worauf geachtet wurde. Aufgrund seiner Ausweitung und Verwendung hat seine Anwendung jedoch in den letzten Jahren die Forschungsrichtung hin zu negativem Siliziumkohlenstoff geändert, der eine hohe Grammkapazität und eine geringe Volumenänderung aufweist. Verschiedene filmbildende Additive haben unterschiedliche Auswirkungen auf den negativen Kreislauf von Siliziumkohlenstoff

2. Hochleistungselektrolyt

Derzeit ist es für kommerzielle Lithium-Elektronikbatterien schwierig, eine hohe kontinuierliche Entladerate zu erreichen, hauptsächlich weil das Elektrodenohr der Batterie stark erhitzt wird und die Gesamttemperatur der Batterie aufgrund des Innenwiderstands, der sich leicht thermisch erwärmt, zu hoch ist Kontrolle. Daher sollte der Elektrolyt in der Lage sein, eine zu schnelle Überhitzung der Batterie zu verhindern und gleichzeitig eine hohe Leitfähigkeit aufrechtzuerhalten. Auch die schnelle Befüllung ist eine wichtige Richtung der Elektrolytentwicklung.

Hochleistungsbatterien erfordern nicht nur eine hohe Festphasendiffusion der Elektrodenmaterialien, einen kurzen Ionenwanderungsweg durch Nanokristallisation, eine Kontrolle der Elektrodendicke und -kompaktheit, sondern auch höhere Anforderungen an den Elektrolyten: 1. Elektrolytsalz mit hoher Dissoziation; 2.2 Lösungsmittelcompoundierung – niedrige Viskosität; 3. Schnittstellensteuerung – niedrige Filmimpedanz.

3. Elektrolyt mit breitem Temperaturbereich

Bei hohen Temperaturen neigen Batterien zur Zersetzung des Elektrolyten selbst und zu unerwünschten Reaktionen zwischen Materialien und Elektrolyt. Bei niedrigen Temperaturen kann es zum Aussalzen des Elektrolyten und zu einem doppelten Anstieg der negativen SEI-Membranimpedanz kommen. Der sogenannte Breittemperatur-Elektrolyt ermöglicht der Batterie eine breitere Arbeitsumgebung. Die folgende Abbildung zeigt den Vergleich der Siedepunkte und Erstarrungseigenschaften verschiedener Lösungsmittel.

4. Sicherheitselektrolyt

Die Sicherheit der Batterie spiegelt sich in der Verbrennung und sogar der Explosion wider. Erstens ist die Batterie selbst brennbar. Wenn die Batterie also überladen, entladen oder kurzgeschlossen ist, wenn der äußere Stift gedrückt wird oder die Außentemperatur zu hoch ist, kann es zu Sicherheitsunfällen kommen. Daher ist Flammschutzmittel eine wichtige Forschungsrichtung für sichere Elektrolyte.

Die flammhemmende Funktion wird durch die Zugabe von Flammschutzmittel zu herkömmlichem Elektrolyt erreicht. Im Allgemeinen werden Flammschutzmittel auf Phosphor- oder Halogenbasis verwendet. Der Preis ist angemessen und beeinträchtigt die Leistung des Elektrolyten nicht. Darüber hinaus ist auch die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten bei Raumtemperatur als Elektrolyte in die Forschungsphase eingetreten, wodurch die Verwendung brennbarer organischer Lösungsmittel in Batterien vollständig entfallen wird. Darüber hinaus weisen ionische Flüssigkeiten einen extrem niedrigen Dampfdruck, eine gute thermische/chemische Stabilität und nicht brennbare Eigenschaften auf, was die Sicherheit von Lithiumbatterien erheblich verbessern wird.

5. Elektrolyt mit langem Zyklus

Derzeit gibt es bei der Wiederherstellung von Lithiumbatterien, insbesondere bei der Energierückgewinnung, immer noch große technische Schwierigkeiten, daher ist die Verbesserung der Batterielebensdauer eine Möglichkeit, diese Situation zu entschärfen.

Langzeitelektrolyte haben zwei wichtige Forschungsideen. Einer davon ist die Stabilität des Elektrolyten, einschließlich thermischer Stabilität, chemischer Stabilität und Spannungsstabilität; Das andere ist die Stabilität mit anderen Materialien, und der Elektrodenfilm ist stabil, und das Diaphragma ist frei von Oxidation und die Flüssigkeitssammlung ist frei von Korrosion.