Ni igiki gikoresha ubuhinga bwa electrolyte muri bateri ya litiyumu?

Ni igiki gikoresha ubuhinga bwa electrolyte muri bateri ya litiyumu?

electrolyte

Igikoresho c’umuyagankuba kiri muri litiyumu- ni co gitwara ions muri bateri. Muri rusangi igizwe n'umunyu wa litiyumu, ibintu biva mu bimera, n'ibintu vyongereweko, nk'uko vyerekanwa ku gishushanyo 7{3}}4. Ico gikoresho gifise uruhara runini mu gukora ions hagati y’ivyuma vyiza n’ibibi vy’ibati ya litiyumu- ibateri, kugira ngo bibe vyiza nk’umuriro mwinshi n’inguvu nyinshi. Ivyo bikoresho vy’umuyagankuba bitegurwa mu buryo bwihariye no mu bipimo vyihariye biva ku bintu vy’agaciro vy’ibinyabuzima, umunyu wa litiyumu, n’ibintu bikenewe. Naho ibikoresho vy’ubuhinga bwa electrode bigena uburemere bw’inguvu z’ibati, iyo electrolyte ni yo igena ubuzima bwayo bw’ingendo, ubushuhe bwinshi n’ubushuhe buke, n’umutekano. Igishushanyo c’ishimikiro c’ivyo bikoresho vy’ubuhinga bwa electrolyte ntibihinduka cane; ubuhinga bushasha buri ahanini mu gutegura umunyu mushasha n’ibintu vyongereweko, hamwe n’ugutahura cane ibikorwa vy’imiti n’uburyo bujanye n’amabateri ya litiyumu.

Hari ubwoko bwinshi bw’umunyu wa litiyumu, nk’uko vyerekanwa ku gishushanyo 7-5, ariko ni bake cane bikoreshwa mu mabateri y’ibara ry’agahama. Umunyu mwiza w’umunyu w’i litiyumu ukwiye kuba ufise ibi bikurikira:

1) Ibarabara rigufi ry’ishirahamwe, rishobora gusenyuka mu bikoresho vy’ibinyabuzima, bikaba bituma habaho ubushobozi bwo gutwara ivyuma vy’iyoni.

2) Inyamaswa zifise ubushobozi bwo guhangana n’imiti n’igabanuka; ibintu bigabanya bifasha guhingura filime ihamye, iri hasi{{1}== SEI SEI.

3) Ugushikama neza kw’imiti, ata n’imwe itera ingorane n’ibikoresho vy’ubuhinga bwa electrode, ama electrolytes canke ibikoresho bitandukanye.

4) Uburyo bwo gutegura bworoshe, igiciro gito, atari -

LiPF6 ni umunyu wa litiyumu bukoreshwa cane. Naho imiterere yayo y’umuntu ku giti ciwe atari iyo kuba ihambaye cane, yerekana ubushobozi bwiza cane mu bikoresho vy’ubuhinga bwa none bivanze n’ivyuma. LiPF6 ifise ivyiza bikurikira:

1) Ugushobora gusenyuka kw’amazi n’ubushobozi bwo gutwara ions nyinshi mu bintu bitarimwo -.

2) Ishobora gukora filime y’ugutuma ibintu bigenda neza ku ruhande rw’ibikoresho vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma.

3) Ikora mu buryo bukorana n’ibindi bihimba vy’umubiri ku ruhande rw’ivyuma vy’ibara ry’agahama n’ibikoresho vy’ivyuma vy’ivyuma.

Ariko rero, LiPF6 irafise ubushobozi bwo guhagarara neza kandi irashobora gutuma umuntu agira ico akoze. Ivyo bikoresho bishobora kwonona filime ya SEI ku ruhande rw’ivyuma, igasesa ibihimba vyiza vy’ubuhinga bwa electrode, kandi bikajana ku bushobozi bwo kubora mu gihe c’ugutembera.

LiBF kandi ni umunyu wa litiyumu bukoreshwa cane. Ugereranije na LiPF6, LiBF ifise ubushuhe bwagutse bwo gukoresha, uburebure bwiza cane- Ugushikama kw’ubushuhe, n’ubushobozi bwo gukora neza. LiBF irafise ubushobozi bwo gutwara ibintu vyinshi, idirisha ryagutse ry’ubuhinga bw’amashanyarazi, n’ugushikama neza kw’ubushuhe. Inyungu yayo nini cane iri muri filime yayo - guhingura, kuko ishobora kugira uruhara mu guhingura filime ya SEI.

Mu buryo bw’inzira, LiDFOB igizwe n’igice c’igice-molecule ya LiBOB na LiBF, ihuriza hamwe ivyiza vya filime nziza- mimerere ya LiBOB n’ibikorwa vyiza vy’ubuhinga bwa none. Ugereranije na LiBOB, LiDFOB irafise ubushobozi bwo gusenyuka cane mu bikoresho vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma n’ubushobozi bwo gutwara ivyuma vyinshi. Igikorwa caco c’uburebure bw’ibintu vyinshi - Uburyo bwo gutera imbere n’ubuhinga buke bw’ibikoresho vy’ubushuhe ni vyiza kuruta LiPF4, kandi irafise ubushobozi bwiza n’ibara ry’ibati, ikora filime y’ugukuraho ku ruhande rw’ibara ry’umubiri no kubuza gukoresha oxidation y’umuyagankuba.

Imigwi ya CF₃ SO yo mu mibumbe ya LiTFSI ifise elegitoroni ikomeye- n’ingaruka mbi, ivyo bikaba bituma habaho ugusenyuka kw’inguvu mbi kandi bikagabanya ubushobozi bwo gukorana n’iyoni, bikaba bituma umunyu uhinduka cane. Ikindi kandi, LiTFSI ifise ubushobozi bwo gutwara umuyagankuba bwinshi, ubushuhe bwinshi bwo kubora, kandi ntibushobora gukoreshwa mu buryo bworoshe; ariko rero, izokwegeranya cane ibikoresho vy’ivyuma vy’aluminium ku bikoresho biri hejuru ya 3.7V.

Ivyo bihimba vy’umubiri biri mu molecule ya LiFSI birafise elegitoroni ikomeye- n’imiterere y’ibintu, ivyo bikaba bituma ubushobozi bubi kuri N, bugatuma habaho ihuriro ry’iyon rigoyagoya n’ugusambuka kworoshe kwa Li+, gutyo bikaba bituma habaho ubushobozi bwo gutwara ibintu vyinshi.

LiPO2F2 yerekana neza cane - ubushobozi bwo gutera imbere kandi itera imbere mu gukora neza - Nk’ikintu co kwongerako, gishobora gukora filime ya SEI itunze LixPOyFz na LiF ku ruhande rubi rw’ivyuma, ivyo bikaba bifasha kugabanya ubushobozi bwo gutera amabateri no gutuma bateri ikora neza. Ariko rero, LiPO2F2 na yo nyene irashikirwa n’ugucika intege guke.

Igihimba nyamukuru c'amazi y'amazini co kintu gifise ubuzima, gisenyura umunyu wa litiyumu kandi kigatanga igikoresho co gutwara ivyuma. Igikoresho ciza cane c'ibinyabuzima ku bijanye n'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma gikeneye gushitsa ibi bikurikira:

1) Ubushobozi bwinshi buhoraho kandi bukomeye bwo gusenya umunyu wa litiyumu.

2) Ico gihe co gushonga n’aho amazi ashonga cane, akaguma afise amazi menshi mu gihe c’ubushuhe bwinshi.

3) Uburemere buke, gufasha litiyumu - iyo nzira.

4) Ugushikama neza kw’imiti, ntibishobora kwonona imiterere y’ivyuma vyiza n’ibibi canke gusenyura ibikoresho vyiza n’ibibi.

5) Igishushanyo ciza cane, umutekano mwiza, igiciro gito, atari -

Ivyuma bisanzwe bikoreshwa muri litiyumu- ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma n’ivy’ibinyabuzima, nk’uko vyerekanwa ku gishushanyo 7{2}}6. Kugira ngo umuntu aronke igikoresho co gukoresha ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma (litiyumu) ​​litiyumu-ion, ikintu givanze kirimwo ibintu bibiri canke vyinshi vy’ibinyabuzima bikoreshwa mu buryo busanzwe, bikaba bituma bishobora kwuzuzanya no kuronka ubushobozi bwiza muri rusangi. The physical properties of common carbonate solvents are shown in Table 7-1.

Imbonerahamwe 7-1 Ivyiza vy'umubiri vy'Ibikoresho vy'Imodoka

Ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma nk’ivy’imirongo 1,2-dimethoxypropane (DMP), ivy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma (DMM), n’ivy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma (DME), n’ivy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma nk’ivy’amazi (THF) na 2{6}} Ku bijanye n’ibintu vy’uruganda, uko uruzitiro rw’ivyuma rumara igihe kirekire, ni ko n’ugushikama kw’imiti bigenda birarushiriza kuba vyiza, ariko ni ko n’uburemere bw’ibintu n’uburemere bw’imbeho bugenda buragabanuka. Ethylene glycol dimethyl ether ishobora gukora umuti ushikamye (LiPF6·DME) ufise litiyumu hexaoroophosphate, yerekana ubushobozi bukomeye bwo gusenya umunyu wa litiyumu kandi bikaba bituma habaho ubuhinga bwo gutwara umuyagankuba bwinshi. Ariko rero, DME irafise ubuhinga buke bw’imiti kandi ntishobora guhingura filime y’ugukuraho ibintu bikomeye ku ruhande rw’ikintu c’ubuhinga bubi.

Ivyo bikoresho birimwo ivyuma vy’umubiri birimwo carbonate nk’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma (PC) n’ivy’ivyuma bita ethylene carbonate (EC), n’ivy’iminyororo nk’ivy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma (DMC), ivyimburwa vy’umubiri (DEC), n’ivy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma (EMC). Ivyo bihimba vy’umubiri bifise uburemere bwinshi bw’umuyagankuba, bituma umunyu wa litiyumu ushobora gusenyuka cane, ariko kandi urafise uburemere bwinshi, bikaba bituma habaho igipimo c’ukwimuka kw’ivyuma bita litiyumu. Inyama z’umukara zifise ubushobozi buke bwo gusenyuka kw’umunyu w’i litiyumu, ariko uburemere buke n’ubushobozi bwiza bwo gutera, bworohereza litiyumu - ukwimuka.

Ubwoko bw'urubeya{{0}== ivyongeweko ku litiyumu- Ivyerekanywe ku gishushanyo 7{3}}7. Ivyongeweko, bikoreshwa mu rugero rutoyi, birafise ingaruka zikomeye kandi ni uburyo bw’ubutunzi kandi bukora bwo gutuma amabateri ya litiyumu-aning. Mu kwongerako urugero rutoyi rw’ibintu vyongereweko ku mabati ya litiyumu -nion, ibiranga ubuhinga bumwe bumwe bw’ibikorwa vya bateri birashobora gutera imbere, nk’ubushobozi bwo guhindura, amashanyarazi/ubushobozi bw’amashanyarazi, ubushobozi bw’ingendo, n’ubushobozi bwo gukingira, kugira uruhara ruhambaye mu mabati ya litiyumu-. Igiharuro c'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma vy'ivyuma gikwiye kuba gifise ibiranga bine bikurikira:

1) Ugusenyuka gukomeye mu bikoresho vy’ibinyabuzima.

2) Igitigiri gitoyi gishobora gutuma umuntu agira ico akora cane canke menshi.

3) Nta n’imwe ishobora gutera ingorane n’ibindi bihimba vy’amabateri bigira ico bikoze ku mikorere y’amabateri.

4) Igiciro gito, atari- ubumara canke ubumara buke.

Hashingiwe ku gikorwa cabo, ivyongeweko birashobora gushirwa mu bice vy’ibintu vyongeweko, ivyongeweko vy’uburinzi birenze urugero, ibintu vyongeweko vy’urubeya, filime ya SEI- guhingura ibintu vy’inyongera, ibikoresho vyo kurinda cathode, ibikoresho vya LiPF6, n’ibindi bintu vyongeweko.

Ivyongeweko bituma igipimo c’amabateri ya litiyumu - mu guhuza n’iyon y’umuyagankuba, itera imbere umunyu wa litiyumu, no kwongera ubushobozi bwo gutwara umuyagankuba. Kubera ko ivyongeweko bikora biciye mu nzira z’uguhuza, zitwa kandi ligands, kandi zishirwa mu rutonde rw’ibintu vy’anionique, ligations z’ivyuma, n’ivyuma bitagira aho bihuriye bishingiye ku nzira y’ugukorana.

Ivyongeweko birenze urugero biratanga uburinzi bw’umurongo canke bwo kwongereza ubushobozi bwo kwihanganira cane. Bishirwa mu bikorwa vy’inyongera vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma n’ivy’ivyuma vy’ivyuma. Ubu, ivyongeweko vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma. Ivyongeweko vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma, ivy’ugusohora imyuka, ivy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma, ivy’ugucagura. Ivyongeweko cane cane birimwo ibintu bimota neza nk’ivyo bita xylene na phenylcyclohexane.

Ivyongeweko vy’ivyuma bikora neza mu kuduza ahantu h’ugusha kw’ivyuma vy’umuyagankuba canke guhagarika igikorwa c’uruzitiro rw’ubuntu bibuza guturika. Ubwoko bwavyo bwerekanwa ku gishushanyo 7{2}}8. Kwongerako ibikoresho vyo guhindura urubeya ni bumwe mu buryo buhambaye bwo kugabanya uburuhe bw’ivyuma vy’umuyagankuba, kwagura ubushuhe bwo gukoresha amabateri ya litiyumu-ion, no gutuma bikora neza. Uburyo bwo gukora kw’inyongezo z’urubeya ni ahanini incuro zibiri:

1) Mu kurema igice c’amazi gikingira hagati y’igice ca gazi n’igice gikozwe mu nzira, birabuza guturika mu bice vyose vy’amazi n’ivy’amazi.

2) Bafata imiti y’ubuntu mu gihe c’ugusha, bagahagarika inyishu y’uruzitiro rw’ubuntu rutuma uguturika kw’uguturika hagati y’ibice vya gazi.