Как сдержать газ батареи титаната лития?

В настоящее время существует три основных решения для предотвращения расширения газа в батареях из титаната лития. Первый - это технологическая модификация материалов отрицательного электрода LTO, включая улучшенные методы подготовки и модификацию поверхности. Во-вторых, разработать электролиты, соответствующие отрицательному электроду LTO, включая добавки и системы растворителей; В-третьих, улучшите аккумуляторную технологию.

(1) Повышайте чистоту сырья и избегайте попадания примесей в производственный процесс. Частицы примесей не только катализируют классификацию электролитов для получения газа, но также значительно снижают производительность, срок службы и безопасность литиевых батарей. Следовательно, необходимо максимально снизить попадание примесей в батареи.

(2) Поверхность титаната лития покрыта наночастицами углерода. Очевидная причина образования газа отрицательным полюсом LTO заключается в том, что мембрана SEI формируется медленно и реже, что приводит к явлению метеоризма с течением времени. Исследование показало, что создание изолирующего слоя между границей раздела между титанатом лития и электролитами (например, создание наноуглеродного покрытия на поверхности титаната лития (LTO / C), мембрана интерфейса твердого электролита (SEI), сформированная на поверхности Слой совместного покрытия, с одной стороны, уменьшает площадь контакта материала LTO с электролитом и предотвращает образование газа.

С другой стороны, углерод сам по себе может производить мембрану SEI, чтобы восполнить недостаток LTO, но также улучшить проводимость материалов LTO. Вышеупомянутые результаты исследований имеют большое значение для решения проблемы газообразования титанатных литиевых батарей и способствуют проектированию и крупномасштабному применению и разработке высокоэнергетических элементов питания из титаната лития.

(3) Улучшить функциональность электролитов. Для разработки новых электролитов многие патенты стремятся использовать добавки, способствующие образованию плотных мембран SEI на поверхности LTO, чтобы ингибировать возникновение LTO и побочных реакций на границе раздела электролита. Некоторые добавки к электролиту, такие как фторированные карбонаты и фосфаты, способствуют образованию стабильных мембран SEI на положительных поверхностях, уменьшая растворение ионов металлов на положительных поверхностях, тем самым уменьшая образование газа.

Мембранообразующие добавки также могут ингибировать количество выделяемого газа. Добавленные мембранные добавки представляют собой соль бората лития, Дингерджинг или адиенитрил, структурные соединения R-CO-CH = N2 (где R представляет собой алкил или фенил с C1 по C8), циклические сложные эфиры фосфорной кислоты, производные фенила, производные фенилацетилена, добавки LiF и т. д. Эти пленкообразующие добавки способствуют образованию мембран SEI на поверхности LTO, что в некоторой степени препятствует возникновению метеоризма.

(4) Положительное полярное покрытие поверхности. Покрытие стабильного соединения на положительной поверхности, такой как оксид алюминия, может эффективно ингибировать растворение ионов металлов. Однако слишком сложное покрытие будет препятствовать предполагаемому осаждению ионов лития и влиять на электрохимические свойства материалов.

(5) Улучшение процесса производства аккумуляторов. Производство аккумуляторов, для контроля влажности окружающей среды, введение технологической воды. Из причины, по которой образуется газ, можно видеть, что вода в воздухе реагирует с положительным материалом с образованием карбоната лития и ускоряет разложение электролита с образованием диоксида углерода. Кроме того, сам материал титаната лития обладает сильным водопоглощением (что необходимо для работы в сухой камере). После того, как отрицательный электрод поглотит воду, он вступит в реакцию с PF5, образующимся в результате обратимого разложения электролита, с образованием H2, поэтому необходим строгий контроль воды.

Страница содержит содержимое машинного перевода.