له هغه وخته چې د لیتیم آئن بیټرۍ بازار ته ننوتلې، دوی په پراخه کچه د دوی د اوږد ژوند، لوی ځانګړي ظرفیت، او د حافظې اغیزې د ګټو له امله کارول شوي. د لیتیم آیون بیټرۍ د ټیټ تودوخې کارول ستونزې لري لکه ټیټ ظرفیت، جدي توجه، د دورې ضعیف فعالیت فعالیت، د لیتیم څرګند زیرمه، او د لیتیم غیر متوازن استخراج. په هرصورت، د غوښتنلیک ساحو د دوامداره پراخیدو سره، د لیتیم آئن بیټرۍ د ټیټ تودوخې فعالیت له امله رامینځته شوي خنډونه ورځ تر بلې روښانه کیږي.

د راپورونو له مخې، د لیتیم آیون بیټرۍ په -20 درجو کې د خارجیدو ظرفیت یوازې د خونې د تودوخې شاوخوا 31.5٪ دی. د دودیز لیتیم آئن بیټرۍ عملیاتي تودوخه د -20 او +55 ° C ترمینځ ده. په هرصورت، د فضا، نظامي صنعت، بریښنایی وسایطو او نورو برخو کې، بیټرۍ ته اړتیا ده چې په نورمال ډول -40 ° C کې کار وکړي. له همدې امله، دا د لی-ion بیټرۍ د ټیټ تودوخې ملکیتونو ته وده ورکولو لپاره خورا مهم دی.

هغه فکتورونه چې د لی آیون بیټرۍ د ټیټ حرارت فعالیت محدودوي

د تودوخې په ټیټ چاپیریال کې، د الکترولیت واسکاسی لوړیږي او حتی په جزوي توګه ټینګیږي، په پایله کې د لیتیم آئن بیټرۍ چلونکي کمیږي.

د الکترولیت او منفي الکترود او جلا کونکي تر مینځ مطابقت د ټیټ تودوخې چاپیریال کې ضعیف کیږي.

د لیتیم آئن بیټرۍ منفي الیکټروډ د ټیټ تودوخې چاپیریال کې د لیتیم جدي باران لري ، او ورق شوي فلزي لیتیم د الیکټرولایټ سره عکس العمل ښیې ، او د دې محصول زیرمه د جامد الیکټرولایټ انٹرفیس (SEI) ضخامت زیاتوالي لامل کیږي.

د ټیټ تودوخې چاپیریال کې ، په فعاله موادو کې د لی آئن بیټریو د خپریدو سیسټم کمیږي ، او د چارج لیږد مقاومت (Rct) د پام وړ وده کوي.

د فکتورونو په اړه بحث چې د لی-آین بیټرۍ ټیټ حرارت فعالیت اغیزه کوي

د متخصص نظر 1: الکترولیټ د لیتیم آئن بیټرۍ د ټیټ تودوخې فعالیت باندې خورا لوی تاثیر لري ، او د الیکټرولایټ جوړښت او فزیکو کیمیکل ملکیتونه د بیټرۍ ټیټ تودوخې فعالیت باندې خورا مهم اغیزه لري. په ټیټ حرارت کې د بیټرۍ دورې سره مخ شوي ستونزې په لاندې ډول دي: د الکترولیت ویسکوسیت به ډیر شي، او د آیون لیږد سرعت به ورو شي، په پایله کې د خارجي سرکټ د الکترون مهاجرت سرعت سره سمون نه لري، نو بیټرۍ په جدي توګه قطبي کیږي. او د چارج او خارجیدو ظرفیت په چټکۍ سره کم شوی. په ځانګړې توګه کله چې په ټیټ حرارت کې چارج کیږي، لیتیم آیونونه په اسانۍ سره د منفي الکتروډ په سطحه لیتیم ډینډریټونه جوړوي، چې د بیټرۍ ناکامۍ پایله لري.

د الیکټرولایټ ټیټ تودوخې فعالیت پخپله د الیکټرولایټ چلونکي اندازې سره نږدې تړاو لري. الیکټرولایټ د لوړ چلونکي سره آیونونه په چټکۍ سره لیږدوي او کولی شي په ټیټ حرارت کې ډیر ظرفیت وکاروي. هرڅومره چې د لیتیم مالګه په الکترولیت کې جلا شي ، په هماغه اندازه د مهاجرت شمیر لوړ او د چلښت لوړوالی. هرڅومره چې بریښنایی چالکتیا لوړه وي ، هومره د آیون لیږد سرعت ګړندی وي ، د قطبي کیدو کم وي ، او په ټیټ حرارت کې د بیټرۍ فعالیت ښه وي. نو ځکه، د لیتیم آئن بیټرۍ د ټیټ تودوخې ښه فعالیت ترلاسه کولو لپاره د بریښنا لوړ چالکتیا یو اړین شرط دی.

د الکترولیت چلښت د الکترولیت په جوړښت پورې اړه لري، او د محلول د واسکعیت کمول د الکترولیت د چالاکۍ د ښه کولو یوه لاره ده. په ټیټه تودوخه کې د محلول ښه مایعیت د آیون ټرانسپورټ تضمین دی ، او په ټیټ تودوخې کې منفي الیکټروډ کې د الیکټرولایټ لخوا رامینځته شوی جامد الیکټرولایټ فلم هم د لیتیم ایونونو لیږد اغیزه کولو کلیدي ده ، او RSEI اصلي خنډ دی. د ټیټ تودوخې چاپیریال کې د لیتیم آئن بیټرۍ.

متخصص 2: د لیتیم آئن بیټرۍ د ټیټ تودوخې فعالیت محدودولو اصلي فاکتور په ټیټ تودوخې کې د لی + خپریدو مقاومت په چټکۍ سره ډیر شوی دی ، نه د SEI فلم.

د لیتیم آئن بیټرۍ لپاره د کیتوډ موادو ټیټ تودوخې ځانګړتیاوې

1. د پرت لرونکي کیتوډ موادو ټیټ تودوخې ځانګړتیاوې

پرت شوی جوړښت نه یوازې د یو اړخیز لیتیم آئن خپریدو چینلونو بې ساري نرخ فعالیت لري ، بلکه د درې اړخیزو چینلونو جوړښتي ثبات هم لري. دا د لیتیم آئن بیټرۍ لپاره ترټولو لومړنی سوداګریز کیتوډ مواد دی. د هغې نمایندګي مواد دي LiCoO2، Li(Co1-xNix)O2 او Li(Ni, Co, Mn)O2 او داسې نور.

Xie Xiaohua et al. LiCoO2/MCMB د څیړنې څیز په توګه اخیستی او د ټیټ تودوخې چارج – خارج کیدو ځانګړتیاوې یې ازموینه کړې.

پایلې ښیې چې د تودوخې په کمیدو سره د خارجیدو پلیټ فارم له 3.762V (0°C) څخه 3.207V (–30°C) ته راښکته کیږي؛ د بیټرۍ ټول ظرفیت هم په چټکۍ سره له 78.98mAh (0°C) څخه 68.55mAh (–30°C) ته کمیږي.

2. د نخاعي جوړښت لرونکي کیتوډ موادو ټیټ تودوخې ځانګړتیاوې

د نخاعي جوړښت LiMn2O4 کیتوډ مواد د ټیټ لګښت او غیر زهرجن ګټې لري ځکه چې دا Co عنصر نلري.

په هرصورت، د Mn د والینس تغیر او د Mn3+ د جان ټیلر اغیز د دې برخې جوړښتي بې ثباتۍ او ضعیف بیرته راګرځیدو لامل کیږي.

Peng Zhengshun et al. په ګوته کړه چې د چمتو کولو مختلف میتودونه د LiMn2O4 کیتوډ موادو بریښنایی کیمیکل فعالیت باندې لوی تاثیر لري. د مثال په توګه د Rct اخیستل: د LiMn2O4 Rct د لوړې تودوخې جامد مرحلې میتود لخوا ترکیب شوی د سول جیل میتود په پرتله د پام وړ لوړ دی ، او دا پدیده د لیتیم آئنونو لخوا اغیزه نلري. د تفاوت مجموعه هم منعکس کیږي. دلیل یې دا دی چې د ترکیب بیلابیل میتودونه د محصولاتو کرسټالیت او مورفولوژي باندې لوی تاثیر لري.

3. د فاسفیت سیسټم د کیتوډ موادو ټیټ تودوخې ځانګړتیاوې

د دې عالي حجم ثبات او خوندیتوب له امله ، LiFePO4 ، د تریري موادو سره یوځای ، د اوسني بریښنا بیټرۍ کیتوډ موادو اصلي بدن بدل شوی. د لیتیم اوسپنې فاسفیټ د تودوخې ضعیف فعالیت اساسا دا دی چې دا مواد پخپله یو انسولټر دی ، د ټیټ بریښنایی چال چلن سره ، د لیتیم آئن ضعیف توپیر او په ټیټ تودوخې کې ضعیف چالکتیا ، کوم چې د بیټرۍ داخلي مقاومت ډیروي ، کوم چې خورا اغیزمن کیږي. قطبي کول، او د بیټرۍ چارج او خارج کول خنډ کیږي. له همدې امله، د ټیټ حرارت فعالیت مثالی ندی.

کله چې په ټیټ تودوخې کې د LiFePO4 د چارج خارجولو چلند مطالعه کړئ، Gu Yijie et al. وموندله چې د کولمبیک موثریت په ترتیب سره په 100°C کې له 55% څخه په 96°C کې 0% او په -64°C کې 20% ته راښکته شوی؛ د خارجیدو ولتاژ له 3.11V څخه په 55°C کې راټیټ شو. په -2.62 درجو کې 20V ته راکم کړئ.

Xing et al. د نانو کاربن سره د LiFePO4 تعدیل شوی او وموندله چې د نانو کاربن کنډکټیو اجنټ اضافه کولو وروسته، د LiFePO4 الیکټرو کیمیکل فعالیت د تودوخې سره لږ حساس و، او د ټیټ تودوخې فعالیت ښه شوی؛ د تعدیل شوي LiFePO4 خارج شوي ولتاژ د 3.40 څخه په 25 ° CV کې 3.09V ته په -25 ° C کې لوړ شوی، یوازې 9.12٪ کمښت؛ او په -25 °C کې د هغې د حجرو موثریت 57.3٪ دی، کوم چې د نانو کاربن لیږدونکي اجنټ پرته له 53.4٪ څخه لوړ دی.

په دې وروستیو کې، LiMnPO4 ډیر لیوالتیا راجلب کړې. څیړنې وموندله چې LiMnPO4 د لوړ ظرفیت (4.1V) ګټې لري، هیڅ ککړتیا، ټیټه بیه، او لوی ځانګړي ظرفیت (170mAh/g). په هرصورت، د LiFePO4 په پرتله د LiMnPO4 ټیټ ionic چالکتیا له امله، Fe اکثرا په عمل کې د LiMn0.8Fe0.2PO4 جامد محلول رامینځته کولو لپاره د Mn جزوی بدلولو لپاره کارول کیږي.

د لیتیم آئن بیټرۍ لپاره د انود موادو ټیټ تودوخې ملکیتونه

د مثبت الیکټروډ موادو سره په پرتله ، د لیتیم آئن بیټرۍ د منفي الیکټروډ موادو ټیټ تودوخې خرابیدل خورا جدي دي ، په عمده ډول د لاندې دریو دلیلونو لپاره:

کله چې په ټیټ تودوخې او لوړ نرخ کې چارج او خارجیږي ، بیټرۍ په جدي ډول قطبي کیږي ، او د فلزي لیتیم لوی مقدار د منفي الیکټروډ په سطحه زیرمه کیږي ، او د فلزي لیتیم او الیکټرولایټ عکس العمل محصول عموما چالکتیا نلري؛

د thermodynamic له نظره، الکترولیت د قطبي ګروپونو لوی شمیر لري لکه CO او CN، کوم چې کولی شي د منفي الکترود موادو سره غبرګون وکړي، او جوړ شوی SEI فلم د ټیټ تودوخې لپاره ډیر حساس دی؛

د کاربن منفي الکترود په ټیټه تودوخه کې د لیتیم انټرکلیټ کول ستونزمن دي، او غیر متناسب چارج او خارج کیږي.

انځور

د ټیټ تودوخې الکترولیت په اړه څیړنه

الیکټرولایټ د لیتیم آئن بیټرۍ کې د لی + لیږد رول لوبوي ، او د دې ایونیک چالکتیا او د SEI فلم جوړونې ملکیتونه د بیټرۍ ټیټ تودوخې فعالیت باندې د پام وړ اغیزه لري. د ټیټ تودوخې الکترولیتونو د ګټو او زیانونو قضاوت کولو لپاره درې اصلي شاخصونه شتون لري: ایونیک چالکتیا، الیکټرو کیمیکل کړکۍ او د الکترود تعامل. د دې دریو شاخصونو کچه تر ډیره حده پورې اړه لري د هغې په اجزاو موادو: محلول، الکترولیت (لیتیم مالګه) او اضافه کونکي. له همدې امله، د الکترولیت د هرې برخې د ټیټ حرارت فعالیت په اړه څیړنه د بیټرۍ د ټیټ تودوخې فعالیت پوهیدو او ښه کولو لپاره خورا مهم دی.

د زنځیر کاربونیټ سره په پرتله ، د EC میشته الیکټرولایټ ټیټ تودوخې ځانګړتیاوې ، سایکلیک کاربونیټ یو کمپیکٹ جوړښت ، لوی عمل ځواک ، او لوړ خټکي نقطه او واسکاسیټي لري. په هرصورت، د حلقوي جوړښت لخوا راوړل شوي لوی قطبي دا اکثرا یو لوی ډایالیکټریک ثابت لري. د EC محلولونو لوی ډایالټریک ثابت، لوړ ایونیک چالکتیا، او د فلم جوړونې غوره ملکیتونه په مؤثره توګه د محلول مالیکولونو د یوځای کولو مخه نیسي، دوی اړین کوي. له همدې امله، ډیری عام کارول شوي د ټیټ تودوخې الکترولیت سیسټمونه د EC پر بنسټ والړ دي، او بیا د ټیټ خټکي نقطې سره د کوچني مالیکول محلول مخلوط شوي.

لیتیم مالګه د الکترولیت یوه مهمه برخه ده. په الکترولیت کې د لیتیم مالګه نه یوازې د محلول ایونیک چالکتیا ښه کولی شي ، بلکه په محلول کې د لی + د خپریدو فاصله هم کموي. په عموم کې، په محلول کې د Li+ غلظت ډیر وي، د ایونیک چالکتیا ډیره وي. په هرصورت، په الکترولیت کې د لیتیم ایونونو غلظت د لیتیم مالګې غلظت سره په خطي توګه تړاو نلري، مګر پارابولیک دی. دا ځکه چې په محلول کې د لیتیم آئن غلظت په محلول کې د لیتیم مالګې د انحلال او اتحادیې په ځواک پورې اړه لري.

د ټیټ تودوخې الکترولیت په اړه څیړنه

د بیټرۍ د جوړښت سربیره، په ریښتینې عملیاتو کې د پروسې فکتورونه به د بیټرۍ په فعالیت باندې خورا ښه اغیزه ولري.
(1) د چمتو کولو پروسه. یعقوب او نور. د LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 / Graphite بیټرۍ د ټیټ تودوخې فعالیت باندې د الیکټروډ بار او د کوټینګ ضخامت اغیزې مطالعه کړې او وموندله چې د ظرفیت ساتلو په شرایطو کې ، د الیکټروډ بار کوچنی او د کوټینګ پرت پتلی ، هومره به ښه وي. د حرارت درجه فعالیت .

(2) د چارج او رخصتۍ حالت. Petzl et al. د بیټرۍ دورې په ژوند کې د ټیټ تودوخې چارج – خارج کیدو حالت اغیزه مطالعه کړې ، او وموندله چې کله چې د خارج کیدو ژوروالی لوی وي ، نو دا به د ډیر ظرفیت له لاسه ورکولو لامل شي او د دورې ژوند کم کړي.

(3) نور عوامل. د سطحی ساحه، د سوری اندازه، د الکترود کثافت، د الکترود او الیکټرولایټ لندبل، او جلا کوونکی، او نور ټول د لیتیم آئن بیټرۍ ټیټ حرارت فعالیت اغیزه کوي. سربیره پردې ، د بیټرۍ ټیټ تودوخې فعالیت باندې د موادو او پروسې نیمګړتیاو اغیزه نشي له پامه غورځول کیدی.

خالصه

د دې لپاره چې د لیتیم آئن بیټرۍ ټیټ تودوخې فعالیت تضمین کړي ، لاندې ټکي باید ترسره شي:

(1) یو پتلی او ګنده SEI فلم جوړ کړئ؛

(2) ډاډ ترلاسه کړئ چې Li+ په فعاله موادو کې د پراخې تفاوت ضمیمه لري؛

(3) الکترولیت په ټیټ حرارت کې لوړ ایونیک چلونکي لري.

برسېره پردې، څیړنه کولی شي د بل ډول لیتیم آئن بیټرۍ په اړه د لیدو لپاره بله لاره ومومي – د ټولو جامد حالت لیتیم آئن بیټرۍ. د دودیز لیتیم آئن بیټرۍ سره پرتله کول، د ټولو جامد حالت لیتیم آئن بیټرۍ، په ځانګړې توګه د ټولو جامد حالت پتلی فلم لیتیم آئن بیټرۍ، تمه کیږي چې د ظرفیت تخریب او د سایکل خوندیتوب ستونزه په بشپړه توګه حل کړي کله چې بیټرۍ کارول کیږي. ټیټ حرارت ج