د سلفر پر بنسټ د ټولو جامد حالت بیټرۍ تمه کیږي چې د دوی د غوره خوندیتوب فعالیت له امله د اوسني لیتیم آئن بیټرۍ ځای ونیسي. په هرصورت، د ټول جامد حالت بیټرۍ سلری د چمتو کولو په بهیر کې، د محلول، باندر او سلفایډ الیکټرولایټ ترمنځ متضاد قطبیت شتون لري، نو اوس مهال د لوی کچې تولید ترلاسه کولو لپاره هیڅ لاره شتون نلري. په اوس وخت کې، د ټول جامد حالت بیټرۍ څیړنه په عمده توګه د لابراتوار په کچه ترسره کیږي، او د بیټرۍ حجم نسبتا کوچنی دی. د ټولو جامد حالت بیټرۍ په لویه پیمانه تولید لاهم د موجوده تولید پروسې په لور روان دی، دا دی، فعال ماده په سلیري کې چمتو کیږي او بیا پوښل شوي او وچ شوي، کوم چې کولی شي ټیټ لګښت او لوړ موثریت ولري.

یو

له ستونزو سره مخ شول

نو ځکه، دا ستونزمنه ده چې د مایع محلول مالتړ لپاره مناسب پولیمر باندر او محلول پیدا کړي. ډیری سلفر میشته جامد الکترولیتونه په قطبي محلولونو کې منحل کیدی شي ، لکه NMP چې موږ یې اوس کاروو. نو د محلول انتخاب یوازې د محلول غیر قطبي یا نسبتا ضعیف قطبي سره تعصب کیدی شي ، پدې معنی چې د باندر انتخاب هم په ورته ډول تنګ دی – د پولیمر ډیری قطبي فعال ګروپونه نشي کارول کیدی!

دا تر ټولو ناوړه ستونزه نه ده. د قطبیت په شرایطو کې، باندر چې نسبتا د محلولونو او سلفایډ الیکټرولایټونو سره مطابقت لري د مجموعو او فعالو موادو او الکترولیتونو ترمنځ د کم اړیکو لامل کیږي، کوم چې بې له شکه د خورا الیکټروډ خنډ او ګړندي ظرفیت تخریب لامل کیږي، کوم چې د بیټرۍ فعالیت ته خورا زیان رسوي.

د پورتنیو اړتیاو د پوره کولو لپاره، درې اصلي مواد (بندر، محلول، الکترولیت) غوره کیدی شي، یوازې غیر قطبي یا ضعیف قطبي محلولونه، لکه پارا (P) xylene، toluene، n-hexane، anisole، او نور. .، د ضعیف پولر پولیمر باندر په کارولو سره، لکه د بیوټاډین ربړ (BR)، سټیرین بوټاډین ربړ (SBR)، SEBS، پولی وینیل کلورایډ (PVC)، نایټریل ربړ (NBR)، سیلیکون ربړ او ایتیل سیلولوز، د اړتیا وړ فعالیت پوره کولو لپاره .

دوه

په سیتو پولر – غیر قطبي تبادله سکیم

پدې مقاله کې ، یو نوی ډول باندر معرفي شوی ، کوم چې کولی شي د محافظت – محافظت کیمیا په واسطه د ماشین کولو پرمهال د الکترود قطبي حالت بدل کړي. د دې باندر قطبي فعال ګروپونه د غیر قطبي tert-butyl فعال ګروپونو لخوا ساتل کیږي، دا ډاډ ترلاسه کوي چې باندر د الیکٹروډ پیسټ چمتو کولو په وخت کې د سلفایډ الکترولیټ (په دې حالت کې LPSCl) سره سمون لري. بیا د تودوخې درملنې له لارې ، د الیکټروډ وچولو پروسې له لارې ، د پولیمر باندر tert-butyl فعال ګروپ د تودوخې ویشل کیدی شي ، ترڅو د محافظت هدف ترلاسه کړي ، او په پای کې قطبي باندر ترلاسه کړي. A شکل وګورئ.

انځور

BR (butadiene ربړ) د الیکټروډ میخانیکي او الیکټرو کیمیکل ملکیتونو پرتله کولو سره د سلفایډ ټول-جامع حالت بیټرۍ لپاره د پولیمر باندر په توګه غوره شوی. د ټولو جامد حالت بیټریو میخانیکي او الیکټرو کیمیکل ملکیتونو ته وده ورکولو سربیره ، دا څیړنه د پولیمر باندر ډیزاین ته یوه نوې تګلاره پرانیزي ، کوم چې د محافظت – غیر محافظت – کیمیاوي چلند دی چې الیکٹروډونه په مناسب او مطلوب حالت کې وساتي. د الکترود تولید مختلف پړاوونه.

بیا، پولیټرټ بټیلاکریټ (TBA) او د هغې بلاک کاپولیمر، پولیټرټ بټیلاکریټ – b-poly 1، 4-butadiene (TBA-B-BR)، چې د کاربوکسیلیک اسید فعال ګروپونه د تودوخیز شوي T-butyl ګروپ لخوا خوندي شوي، په کې غوره شوي. تجربه په حقیقت کې، TBA د PAA مخکینۍ برخه ده، کوم چې معمولا په اوسني لیتیم آئن بیټرۍ کې کارول کیږي، مګر د سلفایډ پر بنسټ ټول جامد لیتیم بیټرۍ کې د قطبي توپیر له امله نشي کارول کیدی. د PAA قوي قطبي کولی شي د سلفایډ الکترولیتونو سره تاوتریخوالی عکس العمل وکړي، مګر د T-butyl د محافظتي کاربوکسیلیک اسید فعال ګروپ سره، د PAA قطبیت کم کیدی شي، دا اجازه ورکوي چې په غیر قطبي یا ضعیف قطبي محلولونو کې منحل شي. د تودوخې درملنې وروسته، د t-butyl ایسټر ګروپ د isobutene خوشې کولو لپاره تخریب کیږي، چې په پایله کې د کاربوکسیلیک اسید رامینځته کیږي، لکه څنګه چې په B شکل کې ښودل شوي. د دوه پولیمر تولید شوي محصولات د (منظم شوي) TBA او (منظم شوي) TBA لخوا نمایش کیږي. B-BR.

انځور

په نهایت کې، د paA په څیر باندر کولی شي د NCM سره ښه اړیکه ونیسي، پداسې حال کې چې ټوله پروسه په وضعیت کې ترسره کیږي. دا پوهیدل کیږي چې دا لومړی ځل دی چې د وضعیت د قطبي تبادلې سکیم په ټول سالډ حالت لیتیم بیټرۍ کې کارول کیږي.

لکه څنګه چې د تودوخې درملنې تودوخې لپاره، په 120 ℃ کې هیڅ ښکاره ډله ایز ضایع نه لیدل کیږي، پداسې حال کې چې د بټیل ګروپ اړونده ډله د 15 ساعتو وروسته په 160 ℃ کې له لاسه ورکړې وه. دا په ګوته کوي چې یو ټاکلی تودوخه شتون لري په کوم کې چې بټیل لرې کیدی شي (په ریښتیني تولید کې ، د تودوخې دا وخت خورا اوږد دی ، ایا د تولید موثریت ښه کولو لپاره مناسب تودوخې یا حالت شتون لري نور څیړنې او بحث ته اړتیا لري). د تخریب دمخه او وروسته د موادو Ft-ir پایلې هم وښودله چې جامد الیکټرولایټ د تخریب پروسې کې مداخله نه کوي. د چپکونکي فلم د تخریب دمخه او وروسته د چپکونکي سره جوړ شوی و ، او پایلې یې وښودله چې له تخریب وروسته چپکونکي د مایع راټولونکي سره قوي چپکونکي لري. د بندیدو دمخه او وروسته د باندر او الیکټرولایټ مطابقت ازموینې لپاره ، د XRD او رامان تحلیلونه ترسره شوي ، او پایلو وښودله چې د LPSCl سالډ الیکټرولایټ د ازمول شوي باندر سره ښه مطابقت لري.

بیا، د ټولو جامد حالت بیټرۍ جوړه کړئ او وګورئ چې دا څنګه ترسره کوي. د NCM711 74.5%/ LPSCL21.5% /SP2%/ باندر 2% په کارولو سره، د قطب شیټ د لرې کولو ځواک ښیي چې د قطع کولو ځواک ترټولو لوی دی کله چې باندر tBA-B-BR کارول کیږي (لکه څنګه چې په 1 شکل کې ښودل شوي). په ورته وخت کې، د لرې کولو وخت هم د لرې کولو ځواک باندې اغیزه لري. د TBA الیکټروډ شیټ ویجاړ شوی او د ماتولو لپاره اسانه دی، نو د ښه انعطاف او لوړ پوستکي ځواک سره TBA-B-BR د بیټرۍ فعالیت ازموینې لپاره د اصلي باندر په توګه غوره شوی.

شکل 1. د مختلفو باندونو سره د پوستکي ځواک

باندر پخپله آیونیک انسولینګ دی. د ionic conductivity باندې د باندر د اضافه کولو اغیزې مطالعې لپاره، دوه ډلې تجربې ترسره شوې، یوه ډله چې 97.5٪ الکترولیت + 2.5٪ باندر لري او بله ډله چې هیڅ باندر نلري. دا وموندل شوه چې د باندر پرته ایونیک چالکتیا 4.8 × 10-3 SCM-1 وه، او د باندر سره چالکتیا هم د 10-3 ترتیب اندازه وه. د TBA-B-BR الیکټرو کیمیکل ثبات د CV ازموینې لخوا ثابت شوی.

درې

نیمه بیټرۍ او د بشپړ بیټرۍ فعالیت

ډیری مقایسه ازموینې ښیي چې بې برخې شوي باندر غوره چپکونکي لري او د لیتیم ایونونو په مهاجرت باندې هیڅ اغیزه نلري. د الیکټرو کیمیکل ملکیتونو ازموینې لپاره د مختلف باندر نیمه حجرو څخه کار اخیستل ، د مختلف تجربوي نیم حجرو په ترتیب سره د باندر مثبت سره مخلوط شوي ، د جامد الیکټرولایټ او لی نه باندونکي – د واحد فکتور تجربو الیکٹروډ کې ، د باندر سره نه مخلوط شوي په جامد الیکټرولایټ کې ، د ثابتولو لپاره چې د انود باینڈر مختلف تاثیرات. د دې برقی کیمیکل فعالیت پایلې په لاندې شکل کې ښودل شوي:

انځور

په پورته انځور کې: الف. کله چې د مثبتې سطحې کثافت 8mg/cm2 وي، د مختلفو باندونو د نیمه حجرې دورې فعالیت دی، او B د مختلف بانډرونو نیمه حجرې دوره فعالیت دی کله چې د مثبت سطح کثافت 16mg/cm2 وي. د پورتنیو پایلو څخه دا لیدل کیدی شي چې (منظم شوي) TBA-B-BR د نورو بانډونو په پرتله د پام وړ د بیټرۍ دورې فعالیت لري، او د بایسکل ډیاګرام د پوټکي ځواک ډیاګرام سره پرتله کیږي، کوم چې ښیي چې د قطب میخانیکي ځانګړتیاوې رول لوبوي. د سایکل فعالیت په فعالیت کې مهم رول.

انځور

کیڼ شکل د NCM711/Li-IN نیمه حجرې EIS د دورې څخه وړاندې ښیي، او ښیې شکل د 0.1 اونیو لپاره د 50c دورې پرته د نیم حجرې EIS ښیي. د نیمه حجرو EIS په ترتیب سره د TBA-B-BR او BR باینڈر په کارولو سره (خراب شوي) دا د EIS ډیاګرام څخه په لاندې ډول پایله کیدی شي:

1. مهمه نده چې څومره دورې وي، د هرې بیټرۍ الیکټرولیټ پرت RSE شاوخوا 10 ω cm2 دی، کوم چې د الکترولیت LPSCl 2 د اصلي حجم مقاومت څرګندوي. د چارج لیږد خنډ (RCT) د دورې په جریان کې زیات شوی، مګر د RCT په کارولو سره د RCT زیاتوالی د BR باینڈر د tBA-B-BR باندر په کارولو سره د پام وړ لوړ و. دا لیدل کیدی شي چې د BR باندر په کارولو سره د فعالو موادو تر مینځ اړیکه خورا قوي نه وه، او په دوره کې نرموالی شتون درلود.

انځور

SEM په بیلا بیلو ایالتونو کې د قطب د ټوټې د کراس برخې د لیدلو لپاره کارول کیده، او پایلې یې په پورته شکل کې ښودل شوي: a. Tba-b-br د دوران څخه مخکې (خراب)؛ ب. د دوران څخه مخکې BR؛ C. TBA-B-BR د 25 اونیو وروسته (له مینځه وړل)؛ د 25 اونیو وروسته BR;

سایکل مخکې له دې چې ټول الکترودونه د فعالو ذراتو ترمنځ نږدې اړیکه وڅیړل شي، یوازې کوچني سوري لیدل کیدی شي، مګر د 25 اونیو دورې وروسته، کولی شي څرګند بدلون وګوري، چې په c (ټک آف) شریکانو کې کارول کیږي – b – د BR ډیری ذراتو مثبت فعالیت یا درزونه نشته، او د BR باندر ذراتو د الکترود فعالیت په کارولو سره په مینځ کې ډیری درزونه شتون لري، لکه څنګه چې د D په ژیړ ساحه کې ښودل شوي، سربیره پردې، الکترولیت او NCM ذرات په جدي توګه جلا شوي، چې د بیټرۍ مهم لاملونه دي. د فعالیت کمول.

انځور

په نهایت کې ، د ټول بیټرۍ فعالیت تایید شوی. مثبت الیکټروډ NCM711/ منفي الکترود ګرافیت کولی شي په لومړي دور کې 153mAh/g ته ورسیږي او د 85.5 دورې وروسته 45٪ وساتي.

څلور

یو لنډ لنډیز

په پایله کې، د ټولو جامد حالت لیتیم بیټرۍ کې، د فعالو موادو تر مینځ کلک تماس، لوړ میخانیکي ملکیتونه او د انٹرفیس ثبات د لوړ الیکټرو کیمیکل فعالیت ترلاسه کولو لپاره خورا مهم دي.