Kas yra akumuliatoriaus elektrolitas? Kaip tai veikia?

Kas yra akumuliatoriaus elektrolitas? Kaip tai veikia?

Ličio akumuliatoriaus elektrolitas vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį akumuliatoriuje, dažnai vadinamą ličio baterijų „krauju“, ir yra vienas iš pagrindinių jonų transporto nešėjų akumuliatoriuje. Ličio akumuliatorių elektrolitus paprastai sudaro tirpikliai, ličio druskos ir priedai. Šie ingredientai skatina ličio jonų laidumą tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų, tokiu būdu realizuodami akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesą.

Ličio akumuliatorių elektrolitų tipai

Ličio akumuliatoriaus elektrolitus galima suskirstyti į skystus elektrolitus, kietų elektrolitų ir gelio elektrolitus pagal jų fizinę būseną.

Skystieji elektrolitai

Skystieji elektrolitai yra vienas iš ankstyviausių elektrolitų, naudojamų ličio baterijose, įskaitant organinius skysčius elektrolitus ir kambario temperatūros joninius skysčius elektrolitus, ir ši technologija subrendo. Elektrolitą daugiausia sudaro ličio druskos, organiniai tirpikliai ir priedai. Ličio druskos veda ličio jonus, o organiniai tirpikliai yra terpė jonų migracijai akumuliatoriuje. Priedai naudojami siekiant padidinti elektrolito stabilumą ir laidumą.

Kieti elektrolitai

Kietųjų elektrolitų yra kietųjų polimerų elektrolitų ir neorganinių kietų elektrolitų. Juos daugiausia sudaro ličio druskos, polimerų matricos ir priedai. Kietieji elektrolitai suteikia ličio baterijas didesnį saugos ir energijos tankį, tačiau šiuo metu jie susiduria su iššūkiais, susijusiais su jonų laidumu ir akumuliatorių ciklo tarnavimo laiku.

Gelio elektrolitas

Gelio elektrolitas yra elektrolitas tarp skysčio ir kieto elektrolito, pasižymintis unikaliomis savybėmis, tokiomis kaip didelis joninis laidumas ir mažos nuotėkio rizika. Gelio elektrolitas daugiausia apima polimerų matricą, ličio druską, organinį tirpiklį ir priedus. Pakoregavus polimero matricos ir ličio druskos santykį, elektrolitas gali būti gelinamas, taip pagerinant akumuliatoriaus saugumą ir dviračių tarnavimo laiką.

Ličio akumuliatoriaus elektrolito poveikis akumuliatoriaus našumui

Toliau aptarsime ličio akumuliatoriaus elektrolito poveikį įvairiems akumuliatoriaus veikimo aspektams, įskaitant talpą, veikimo temperatūros diapazoną, laikymą ir ciklo tarnavimo laiką bei savarankišką mokestį.

1. Poveikis akumuliatoriaus talpai

Nors elektrolitas nėra tiesioginis veiksnys, turintis įtakos akumuliatoriaus talpai, jis vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį ličio baterijų darbo procese. Elektrodinių medžiagų de-litravimo ir ličio įterpimo procesas yra glaudžiai susijęs su elektrolitu. Ši sąveika daro įtaką elektrodų medžiagų sąsajos būsenai ir vidinei struktūrai, tiesiogiai veikiančiai akumuliatoriaus talpą, ir netiesiogiai paveikdama akumuliatoriaus talpą.

2. Poveikis akumuliatoriaus veikimo temperatūros diapazonui

Temperatūra tiesiogiai veikia cheminę reakciją akumuliatoriaus viduje. Esant žemai temperatūrai, sumažėja cheminės reakcijos greitis, taip sumažinant akumuliatoriaus veikimą. Atvirkščiai, esant aukštai temperatūrai, reakcijos greitis pagreitėja, o šoninės reakcijos greitis taip pat pagreitėja, o tai gali sugadinti akumuliatorių. Norint sušvelninti temperatūros poveikį akumuliatoriaus veikimui, labai svarbu išplėsti elektrolito veikimo temperatūros diapazoną, pagerinti jo laidumą žemoje temperatūroje ir pagerinti jo stabilumą aukštoje temperatūroje.

3. Poveikis akumuliatoriaus laikymui ir dviračių tarnavimo laikas

Akumuliatoriaus senėjimas ilgalaikio laikymo metu yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos ličio baterijų ciklo tarnavimo laikui. Veiksniai, darantys įtaką akumuliatoriaus senėjimui, yra elektrodų srovės kolekcionierių korozija, elektrodų aktyviųjų medžiagų elektrocheminio aktyvumo praradimas ir kt., Kurie visos yra susijusios su elektrolito savybėmis. Todėl elektrolitas daro didelę įtaką akumuliatoriaus laikymo laikui.

4. Poveikis akumuliatoriaus savarankiško mokesčio našumui

Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos ličio baterijų savarankiškumui, yra neigiamas elektrodų savaiminis įkrovimas, elektrolitų sudėtis ir grynumas ir tt Neigiamas elektrodų savęs išmetimas reiškia ličio pabėgimą nuo neigiamo elektrodo arba patekimo į elektrolitą, o jo greitis priklauso nuo paviršiaus ir neigiamo elektrodo, kuris paveikė elektrolitą, paviršiaus ir katalizinio aktyvumo. Todėl elektrolitų sudėties optimizavimas gali efektyviai sumažinti akumuliatoriaus savaiminio įkrovos greitį.

Jei elektrolite yra priemaišų, tai sukels akumuliatoriaus savarankiškumą. Priemaišų oksidacijos potencialas paprastai yra mažesnis už ličio baterijų teigiamą elektrodų potencialą, todėl jie lengvai oksiduojami ant teigiamo elektrodo paviršiaus. Tada oksidas sumažinamas esant neigiamam elektrodui, kuris nuolat sunaudoja aktyvią medžiagą ir sukelia savaiminį krūvį. Todėl būtini griežti reikalavimai dėl elektrolito sudėties ir grynumo: elektrolitas turėtų būti geras joninis laidininkas ir elektroninis izoliatorius, neturėtų skaidyti darbinio potencialo elektrodo diapazono ir turėtų būti termiškai stabilus, lydymosi ir virimo taškais daug aukštesnė nei darbinės temperatūros. Elektrolitas taip pat turėtų būti inertiškas į akumuliatoriaus komponentus, tokius kaip diafragmos, elektrodų substratai ir akumuliatoriaus korpuso medžiagos.

Apibendrinant galima pasakyti, kad ličio akumuliatoriaus elektrolitas, kaip svarbus ličio baterijų komponentas, daro gyvybiškai svarbų poveikį ličio baterijų veikimui. Nuolat plėtojant ličio akumuliatorių technologiją ir nuolat įdiegus naujas elektrolitų medžiagas, tikimasi, kad žymiai pagerės ličio baterijų veikimas.