Литий-ионный аккумулятор Электролит Растворитель

Литий-ионные батареи становятся все более популярными с тех пор, как первая была изготовлена в 1970 году. Ранние литиевые батареи были не так эффективны, как батареи в наши дни. Литий-ионные батареи со временем становились все лучше и лучше, поэтому мы можем ожидать, что со временем они станут еще лучше. Многие люди используют литий-ионные аккумуляторы в своих телефонах и ноутбуках, и они понятия не имеют, как они работают и что используют. Мы собираемся обсудить кое-что о литий-ионных батареях, и когда вы уйдете отсюда, вы станете мудрее, чем были до чтения этой статьи.

Литий-ионные электролиты

Литий-ионные батареи обычно содержат электролиты, которые играют роль переноса положительных ионов лития между анодом и катодом. Как и спортсменам, литий-ионные батареи нуждаются в электролитах. Если вы все еще не знаете, что такое электролиты, то вам следует знать, что это название происходит от греческого слова lytos, что означает, что он может соединяться или ослабляться. Короче говоря, электролиты - это проводящие растворы, содержащиеся в литий-ионных батареях. Некоторые из материалов, которые используются для изготовления литий-ионных электролитов, включают:

· Растворимые соли.

· Органические растворители.

· Добавки.

Как работает литий-ионный электролит?

Электролиты, как мы установили, служат катализатором, который делает батарею проводящей, обеспечивая движение ионов от катода к аноду при зарядке и разрядке. Мы можем говорить об ионах, и вы все еще не понимаете, что такое ионы, проще говоря, ионы - это атомы, которые имеют электронный заряд и потеряли или приобрели электроны. Мы видели, что электролиты состоят из растворимых солей, растворителей и других добавок. Но как работает литий-ионный электролит? Мы рассмотрим, как работают эти электролиты, и после прочтения этой статьи вы узнаете новое.

В литий-ионных батареях используется гелевый, жидкий или сухой полимерный электролит. Жидкие электролиты обычно легковоспламеняющиеся и состоят из солей лития с органическими растворителями, более похожими на этиленкарбонат. Когда этот раствор смешивают с различными карбонатами, они обеспечивают лучшую проводимость, а диапазон температур расширяется. Иногда добавляют другие соли, чтобы уменьшить газообразование, а также улучшить цикличность высоких температур.

Литиевые батареи, в которых в качестве электролитов используется гель, обычно получают такое количество добавок, которые обеспечивают повышение проводимости. То же самое происходит с ионно-литиевыми батареями, в которых используются сухие полимерные электролиты, при этом добавляется много добавок для обеспечения максимальной проводимости. Настоящий сухой полимер может стать проводящим только при очень высокой температуре, и именно из-за этого эта батарея больше не доступна для коммерческого использования. Добавки используются для увеличения срока службы, а также придают батареям некоторые уникальные характеристики. У каждой компании, производящей эти аккумуляторы, есть свои рецепты, поэтому вы обнаружите, что некоторые литий-ионные аккумуляторы более высокого качества по сравнению с другими.

Ожидается, что электролит будет стабильным, но литий-ионные батареи работают иначе. На аноде батареи (интерфейс твердого электролита SEI) образуется пассивирующая пленка. Слой - это тот слой, который отделяет катод от анода, но в то же время позволяет ионам проходить. Это скорее сепаратор, чем электролит. Для работы ионно-литиевой батареи должна образоваться граница раздела твердого электролита. Этот слой продлевает срок службы литий-ионной батареи, но приводит к снижению емкости. Вот почему в наши дни литий-ионные батареи не обладают такой большой емкостью, как те, в которых раньше использовался литий. Окисление электролита, происходящее на катоде, также снижает емкость ионно-литиевой батареи.

SEI может стать слишком ограничивающим, и именно из-за этого добавки смешиваются с электролитом, чтобы убедиться, что они израсходуются во время формирования слоя. При проведении судебно-медицинской экспертизы трудно, если не невозможно отследить наличие добавок. Добавки - это секрет производителей, и только они знают, сколько они добавляют и какой состав используют.

Одной из известных добавок является виниленкарбонат, который используется для увеличения срока службы литий-ионной батареи, в основном, при высоких температурах. Карбонат винилена поддерживает стабильное образование SEI на аноде и предотвращает окисление на катоде.

Слой SEI может разрушиться на ячейке только при температуре выше 70 градусов. Воспламеняемость литий-ионного электролита была предметом обсуждения, поскольку эти электролиты могут быть очень легковоспламеняющимися, если им дать шанс.

Когда жидкий электролит начинает высыхать, это означает, что батарея умирает, а когда жидкость уходит, батарея разряжена.

Какой электролит для литий-ионных аккумуляторов лучше всего?

Есть несколько электролитов, которые используются в разных батареях, и некоторые из лучших включают:

· Безводные электролиты. Эти электролиты, произведенные национальной лабораторией Тихоокеанского Северо-Запада в США, обладают желаемыми солевыми свойствами и способны образовывать превосходный слой SEI. Они используют соли LiPF6, которые очень эффективны.

· Безводные электролиты с усовершенствованием растворителей. Эти электролиты производятся в Японии и обладают отличной проводимостью, а также высокой электрохимической стабильностью. Они имеют широкий диапазон рабочих температур, что делает их очень безопасными для использования производителями литий-ионных аккумуляторов.

Заключение

Литий-ионные батареи в наши дни стали очень распространенными. Батареи, которые мы используем сегодня, намного лучше, чем батареи, которые использовались в прошлом. С развитием технологий аккумуляторы будут становиться все лучше и лучше. Электролиты, которые используются в различных батареях, уникальны, и каждый производитель имеет свой собственный рецепт изготовления своих литий-ионных электролитов.