A na-atụ anya na batrị steeti siri ike dabere na sọlfọ ga-anọchi batrị lithium-ion ugbu a n’ihi arụmọrụ nchekwa ha dị elu. Otú ọ dị, n’ime usoro nkwadebe nke slurry batrị niile siri ike, enwere polarities na-ekwekọghị n’etiti ihe mgbaze, binder na sulphide electrolyte, n’ihi ya, ọ dịghị ụzọ isi nweta nnukwu mmepụta ihe ugbu a. Ka ọ dị ugbu a, a na-eme nyocha maka batrị steeti siri ike na ọnụ ọgụgụ ụlọ nyocha, na olu batrị dị ntakịrị. Nnukwu mmepụta nke batrị niile siri ike ka na-aga n’ihu usoro mmepụta ihe dị ugbu a, ya bụ, a na-edozi ihe na-arụ ọrụ n’ime slurry wee kpuchie ya ma mịrị amị, nke nwere ike inwe ọnụ ala na arụmọrụ dị elu.

otu

Ihe isi ike chere ihu

Ya mere, ọ na-esiri ike ịchọta ihe nkedo polymer kwesịrị ekwesị na ihe mgbaze iji kwado ngwọta mmiri mmiri. Ọtụtụ electrolytes siri ike dabere na sọlfọ nwere ike ịgbaze na ihe mgbaze pola, dị ka NMP anyị na-eji ugbu a. Ya mere, nhọrọ nke ihe mgbaze nwere ike ịdị na-eleda anya na polarity na-abụghị polar ma ọ bụ dịtụ ala nke ihe mgbaze, nke pụtara na nhọrọ nke ihe nkedo dịkwa warara nke ọma – ọtụtụ n’ime ndị na-arụ ọrụ polar nke polymer enweghị ike iji!

Nke a abụghị nsogbu kacha njọ. N’ihe gbasara polarity, ihe nkedo nke na-adaba na ihe mgbaze na sulfide electrolytes ga-eduga n’ibelata njikọ dị n’etiti nchịkọta na ihe ndị na-arụ ọrụ na electrolytes, nke ga-eme ka ọ bụrụ ihe mgbagwoju anya nke electrode na ike ire ere ngwa ngwa, nke na-emebi ọrụ batrị.

Iji mezuo ihe ndị a dị n’elu, enwere ike ịhọrọ isi ihe atọ ahụ (ihe nkedo, ihe mgbaze, electrolyte), ọ bụ naanị ndị na-emepụta ihe na-abụghị polar ma ọ bụ ndị na-adịghị ike, dị ka para- (P) xylene, toluene, n-hexane, anisole, wdg. ., na-eji polar polymer binder na-adịghị ike, Dị ka butadiene roba (BR), styrene butadiene roba (SBR), SEBS, polyvinyl chloride (PVC), nitrile roba (NBR), silicone roba na ethyl cellulose, iji zute ọrụ achọrọ. .

abụọ

Na situ polar – atụmatụ ngbanwe na-abụghị polar

N’ime akwụkwọ a, a na-ewebata ụdị ihe nkedo ọhụrụ, nke nwere ike ịgbanwe polarity nke electrode n’oge a na-emepụta ihe site na chemistry-de-protection chemistry. A na-echebe ndị na-arụ ọrụ polar nke ihe nkedo a site na ndị na-arụ ọrụ na-arụ ọrụ na-abụghị polar tert-butyl, na-eme ka ihe nkedo ahụ kwekọọ na sulfide electrolyte (na nke a LPSCl) n’oge nkwadebe nke mado electrode. Mgbe ahụ site na okpomọkụ ọgwụgwọ, ya bụ ihicha usoro nke electrode, tert-butyl arụ ọrụ otu nke polymer ihe nkedo nwere ike thermal kewaa, iji nweta nzube nke nchebe, na n’ikpeazụ nweta pola ihe nkedo. Lee foto A.

Foto ahụ

BR (butadiene rọba) ka ahọpụtara dị ka ihe nkedo polymer maka batrị sulfide niile siri ike site n’ịtụle akụrụngwa na akụrụngwa electrochemical nke electrode. Na mgbakwunye na ịkwalite akụrụngwa na electrochemical nke batrị steeti niile siri ike, nchọpụta a na-emepe ụzọ ọhụrụ maka imepụta ihe nrụnye polymer, nke bụ ụzọ nchebe-de-chekwaa-chemical iji dobe electrodes n’ọnọdụ kwesịrị ekwesị na nke achọrọ. dị iche iche nkebi nke electrode n’ichepụta.

Mgbe ahụ, a na-ahọrọ polytert-butylacrylate (TBA) na ngọngọ copolymer, polytert-butylacrylate – b-poly 1, 4-butadiene (TBA-B-BR), nke ndị otu T-butyl thermolyzed na-echebe otu ọrụ carboxylic acid. nnwale ahụ. N’ezie, TBA bụ precursor nke PAA, nke a na-ejikarị na batrị lithium ion ugbu a, mana enweghị ike iji ya na batrị lithium siri ike nke sulfide na-adabere na ya n’ihi adịghị mma ya. Polarity siri ike nke PAA nwere ike meghachi omume n’ike na sulfide electrolytes, ma na-echebe carboxylic acid arụ ọrụ otu T-butyl, polarity nke PAA nwere ike ibelata, ikwe ya igbari na-abụghị polar ma ọ bụ na-adịghị ike pola solvents. Mgbe ọgwụgwọ okpomọkụ gasịrị, a na-emebi ìgwè t-butyl ester iji hapụ isobutene, na-eme ka e guzobe acid carboxylic acid, dị ka e gosiri na Figure B. Ngwaahịa nke polymer deprotected abụọ na-anọchi anya (deprotected) TBA na (deprotected) TBA- B-BR.

Foto ahụ

N’ikpeazụ, paA-dị ka ihe nkedo nwere ike ijikọ nke ọma na NCM, ebe usoro dum na-ewere ọnọdụ na ọnọdụ. Aghọtara na nke a bụ nke mbụ ejirila atụmatụ ntughari polarity in situ na batrị lithium steeti siri ike.

N’ihe banyere okpomọkụ ọgwụgwọ okpomọkụ, ọ dịghị ihe doro anya uka ọnwụ hụrụ na 120 ℃, mgbe kwekọrọ ekwekọ uka nke butyl otu furu efu mgbe 15h na 160 ℃. Nke a na-egosi na enwere ụfọdụ okpomọkụ nke enwere ike iwepụ butyl (na mmepụta n’ezie, oge okpomọkụ a dị ogologo, ma ọ bụ ọnọdụ okpomọkụ ma ọ bụ ọnọdụ kwesịrị ekwesị iji meziwanye mmepụta mmepụta chọrọ nyocha na mkparịta ụka ọzọ). Nsonaazụ ft-ir nke ihe tupu na mgbe deprotection gosikwara na electrolyte siri ike adịghị egbochi usoro mmebi ahụ. A na-eme ihe nkiri nrapado ahụ na nrapado tupu ya emechaa na mgbe ọ kwụsịrị, ihe si na ya pụta na-egosi na nrapado ahụ mgbe ọ gbasasịrị nwere njikọ siri ike na onye nchịkọta mmiri. Iji nwalee ndakọrịta nke ihe nkedo na electrolyte n’ihu na mgbe emechara, a na-eme nyocha XRD na Raman, na nsonaazụ ya gosipụtara na LPSCl siri ike electrolyte nwere ezigbo ndakọrịta na ihe nkedo a nwalere.

Na-esote, mee batrị steeti siri ike wee hụ ka ọ si arụ ọrụ. N’iji NCM711 74.5%/ LPSCL21.5% / SP2%/ binder 2%, ike ịwepụ nke mpempe akwụkwọ na-egosi na ike ịwepụ bụ nke kachasị ukwuu mgbe ejiri ihe nkedo tBA-B-BR mee ihe (dị ka egosiri na Figure 1). Ka ọ dị ugbu a, oge nkwụsịtụ na-enwekwa mmetụta na ike iwepụ ya. Mpempe akwụkwọ elektrọn TBA echekwabara na-agbaji ma dị mfe mgbaji, yabụ a na-ahọrọ TBA-B-BR nwere ezigbo mgbanwe na ike peel dị elu dị ka onye na-ekekọta isi iji nwalee arụmọrụ batrị.

Ọgụgụ 1. Peel ike dị iche iche dị iche iche

Ihe nkedo n’onwe ya bụ mkpuchi ionic. Iji mụọ mmetụta nke mgbakwunye nke binder na ionic conductivity, e mere ìgwè abụọ nke nnwale, otu ìgwè nwere 97.5% electrolyte + 2.5% binder na ndị ọzọ na-enweghị ihe nkedo. Achọpụtara na ionic conductivity na-enweghị ihe nkedo bụ 4.8 × 10-3 SCM-1, na conductivity na ihe nkedo bụkwa 10-3 usoro nke ịdị ukwuu. E gosipụtara nkwụsi ike nke electrochemical nke TBA-B-BR site na ule CV.

atọ

Ọkara batrị na arụmọrụ batrị zuru oke

Ọtụtụ ule ntụnyere na-egosi na ihe nkedo ahụ echekwabara nwere nrapado ka mma na ọ nweghị mmetụta na mbugharị nke ion lithium. Iji dị iche iche binder mere ọkara cell iji nwalee electrochemical Njirimara, dị iche iche ibuo ọkara cell karị site weere na ihe nkedo nke ziri ezi, ọ dịghị ihe nkedo nke siri ike electrolyte na Li – Na electrode nke otu ihe nnwale, ọ bụghị ngwakọta na-ekekọta Na siri ike electrolyte, iji gosi na mmetụta dị iche iche na eriri anode. E gosipụtara nsonaazụ ya na electrochemical na foto dị n’okpuru:

Foto ahụ

N’ọgụgụ dị n’elu: a. bụ ọrụ okirikiri nke ọkara cell nke ndị na-ekekọta dị iche iche mgbe njupụta nke elu dị mma bụ 8mg / cm2, na B na-arụ ọrụ ọkara nke cell nke dị iche iche mgbe njupụta nke elu dị mma bụ 16mg / cm2. Enwere ike ịhụ ya site na nsonaazụ ndị a dị n’elu na (nke echedoro) TBA-B-BR nwere arụmọrụ okirikiri batrị ka mma karịa ndị ọzọ na-ejikọta ya, na eserese okirikiri na-atụnyere eserese ike peel, nke na-egosi na akụrụngwa akụrụngwa nke okporo osisi na-egwu otu. ọrụ dị mkpa n’ịrụ ọrụ nke okirikiri.

Foto ahụ

Ọnụ ọgụgụ aka ekpe na-egosi EIS nke NCM711/ Li-IN ọkara cell tupu okirikiri ahụ, na ọnụ ọgụgụ aka nri na-egosi EIS nke ọkara cell na-enweghị okirikiri nke 0.1c maka izu 50. EIS nke ọkara cell na-eji (echekwara) TBA-B-BR na BR ihe nkwekọ n’otu n’otu. Enwere ike mebie ya site na eserese EIS dị ka ndị a:

1. N’agbanyeghị ole cycles, electrolyte oyi akwa RSE nke ọ bụla batrị bụ gburugburu 10 ω cm2, nke na-anọchi anya ihe e kere eke olu eguzogide electrolyte LPSCl 2. The ụgwọ nnyefe impedance (RCT) mụbara n’oge okirikiri, ma na-abawanye nke RCT iji. Ihe nkedo BR dị elu nke ukwuu karịa nke ahụ na-eji ihe nkedo tBA-B-BR. Enwere ike ịhụ na njikọ dị n’etiti ihe ndị na-arụsi ọrụ ike na-eji ihe nkedo BR adịghị ike nke ukwuu, enwerekwa ịtọpụ na okirikiri.

Foto ahụ

A na-eji SEM lelee akụkụ obe nke mpekere osisi na steeti dị iche iche, na nsonaazụ ya gosipụtara na foto dị n’elu: a. Tba-b-br tupu mgbasa (nchekwa); B. tupu mgbasa BR; C. TBA-B-BR mgbe izu 25 gasịrị (nchebe); D. mgbe izu 25 gachara BR;

Cycle n’ihu niile electrodes nwere ike hụrụ anya kọntaktị n’etiti nọ n’ọrụ ahụ, nwere ike ịhụ obere oghere, ma mgbe 25 izu okirikiri, nwere ike ịhụ mgbanwe doro anya, na-eji na c (wepụ) mmekọ – b – nti ọrụ nke BR ọtụtụ ahụ. ma ọ bụ ọ dịghị cracks, na iji electrode ọrụ nke BR binder particles e nwere ọtụtụ cracks na n’etiti, Dị ka e gosiri na odo ebe nke D, na mgbakwunye, electrolyte na NCM ahụ bụ ihe dị oké njọ kewapụrụ, nke bụ ihe dị mkpa kpatara batrị. arụmọrụ attenuation.

Foto ahụ

N’ikpeazụ, a na-enyocha arụmọrụ nke batrị dum. Igwe eletrọd dị mma NCM711/ graphite na-adịghị mma nwere ike iru 153mAh/g na okirikiri nke mbụ wee debe 85.5% mgbe okirikiri 45 gachara.

anọ

Nchịkọta dị nkenke

N’ikpeazụ, na batrị lithium siri ike nke steeti niile, kọntaktị siri ike n’etiti ihe ndị na-arụ ọrụ, ihe ndị dị elu na-arụ ọrụ na nkwụsi ike interface bụ ihe kachasị mkpa iji nweta ọrụ electrochemical dị elu.