Šta je elektrolit baterije? Kako to radi?

Šta je elektrolit baterije? Kako to radi?

Litijumska baterija Elektrolita igra vitalnu ulogu u bateriji, često naziva "krvi" litijumskih baterija, a jedan je od ključnih nosača jonskog transporta unutar baterije. Litijumske baterije Elektrolite obično se sastoje od otapala, litijumskih soli i aditiva. Ovi sastojci promoviraju provođenje litijumskih jona između pozitivnih i negativnih elektroda, s čime se realiziraju proces punjenja i pražnjenja baterije.

Vrste elektrolita litijumske baterije

Litijumske baterije elektrolite mogu se podijeliti u tekući elektrolite, čvrste elektrolite i gel elektrolite prema njihovoj fizičkoj državi.

Tečni elektrolite

Tečni elektroliti jedan su od najranijih elektrolita koji se koriste u litijumskim baterijama, uključujući organske tekuće elektrolite i temperaturu sobne temperature jonskih tekućih elektrolita, a tehnologija je sazrela. Elektrolit se uglavnom sastoji od litijumskih soli, organskih otapala i aditiva. Litijumske soli ponašaju litijumske ioni, a organska otapala služe kao medij za migraciju ion u bateriji. Aditivi se koriste za poboljšanje stabilnosti i provodljivosti elektrolita.

Čvrsti elektrolite

Čvrsti elektrolite uključuju čvrste polimerne elektrolite i anorganske čvrste elektrolite. Oni su uglavnom sastoje se od litijumskih soli, polimernih matrica i aditiva. Čvrsti elektroliti pružaju litijumske baterije s većom gustoćom sigurnosti i energetike, ali se trenutno suočavaju sa izazovima vezanim za ion provodljivosti i životni vijek baterije.

Gel elektrolit

Gel Electrolyte je elektrolit između tekućih i čvrstih elektrolita, s jedinstvenim karakteristikama poput visoke jonske provodljivosti i niskog rizika od curenja. Gel Electrolyte uglavnom uključuje polimernu matricu, litijum sol, organski otapalo i aditive. Podešavanjem omjera polimerne matrice do litijumske soli, elektrolit može biti gelliran, čime se poboljšava sigurnost baterije i život ciklusa.

Uticaj elektrolita litijumske baterije na performanse baterije

Dalje ćemo razgovarati o utjecaju litijumske baterije elektrolita na različite aspekte performansi baterije, uključujući kapacitet, radni temperaturni raspon, život za pohranu i ciklus i samozaslovnicu.

1. Uticaj na kapacitet baterije

Iako elektrolit nije direktan faktor koji utječe na kapacitet baterije, on reprodukuje vitalnu ulogu u radnom procesu litijumskih baterija. Proces de-litijumskog i litijumskog umetanja elektroda usko je povezan sa elektrolitom. Ova interakcija utječe na stanje sučelja i unutrašnju strukturu elektroda materijala, koji direktno utječu na kapacitet baterije i indirektno utječu na kapacitet baterije.

2. Uticaj na raspon radne temperature baterije

Temperatura direktno utječe na hemijsku reakciju unutar baterije. Na niskim temperaturama, stopa hemijske reakcije smanjuje se i na taj način smanjuju performanse baterije. Naprotiv, na visokim temperaturama, brzina reakcije je ubrzana, a bočna reakcija je također ubrzana, što može oštetiti bateriju. Da bi ublažili utjecaj temperature na rad baterije, ključno je proširiti raspon radne temperature elektrolita, poboljšati svoju provodljivost na niskim temperaturama i poboljšati svoju stabilnost na visokim temperaturama.

3. Uticaj na pohranu baterije i život ciklusa

Starenje baterije Tijekom dugotrajnog skladištenja ključni je faktor koji utječe na život ciklusa litijumskih baterija. Čimbenici koji utječu na starenje baterije uključuju koroziju struje struje elektrode, gubitak elektrohemijske aktivnosti elektrode aktivnih materijala itd., Koji su svi povezani sa svojstvima elektrolita. Stoga elektrolit ima veliki utjecaj na život skladišta baterije.

4. Uticaj na performanse samo-pražnjenja baterije

Glavni faktori koji su utjecali na samoisplauz litijumske baterije uključuju negativni sastav i čistoću elektrolita itd. Negativna elektroda se odnosi na bekstvo litijum-a u obliku Li +, a njena stopa ovisi o površinskoj državi i katalitičkoj aktivnosti negativne elektrode, koji su pogođeni elektrolitom. Stoga, optimizacija kompozicije elektrolita može učinkovito smanjiti stopu samozaslovnog baterije.

Ako elektrolit sadrži nečistoće, prouzrokovat će samopražnjenje baterije. Oksidacijski potencijal nečistoće obično je niži od pozitivnog potencijala elektrode litijumskih baterija, tako da se lako oksidiraju na površini pozitivne elektrode. Oksid se zatim smanjuje na negativnu elektrodu, koja kontinuirano troši aktivni materijal i uzrokuje samozaslužnu pražnjenje. Stoga su strogi zahtjevi na sastavu i čistoći elektrolita od suštinskog značaja: Elektrolit bi trebao biti dobar jonski dirigent i elektronički izolator, ne smije se degradirati unutar radnog potencijalnog raspona elektrode i treba biti termički stabilan, s topljenjem i ključanjem bodova mnogo veće od radne temperature. Elektrolit bi također trebao biti inertni za komponente baterije kao što su dijafragme, podloge elektroda i materijala za kućište baterije.

Ukratko, litijumsku bateriju elektrolit, kao važna komponenta litijumskih baterija, ima vitalni utjecaj na performanse litijumskih baterija. Sa kontinuiranim razvojem litijumske baterije i kontinuiranog uvođenja novih elektrolitnih materijala očekuje se da će izvedba litijumskih baterija značajno poboljšati.