Le batterie agli ioni di litio offrono i vantaggi di una lunga durata, di un'elevata densità di energia e di prestazioni di carica e scarica stabili. sono stati ampiamente utilizzati nei prodotti elettronici quotidiani e sono anche uno dei principali alimentatori candidati per molti dispositivi mobili su larga scala. aumentare la tensione di lavoro della batteria è un modo efficace per ottenere una batteria al litio ad alta energia specifica, quindi è necessario sviluppare un sistema elettrolitico ad alta tensione. questo articolo riassumerà diversi sistemi di elettrolita ad alta pressione.

nuovo elettrolito ad alta tensione di carbonato

quando la tensione di lavoro dell'elettrolito di carbonato tradizionale raggiunge 4,5 v o superiore, si verificherà una violenta reazione di ossidazione e decomposizione, con il risultato che il processo di rimozione o incorporamento del litio non può procedere normalmente. il nuovo elettrolita carbonato può migliorare efficacemente le prestazioni ad alta pressione dell'elettrolita carbonato:

generazione migliorata

- fluorocarbonati: i carbonati di polifluoroalchile sono chimicamente stabili, idrofobi e oleofobici. producono una pellicola a doppia passivazione sulla superficie dell'elettrodo per ridurre la degradazione della superficie dell'elettrodo e la rottura dell'elettrolito. inoltre, più lunga è la catena di carbonio del sostituente perfluorocarburo, più forte è l'abilità nucleofila. più la pellicola di passivazione si forma sulla superficie dell'elettrodo, ma anche la forza intermolecolare aumenta di conseguenza, determinando l'aumento della viscosità e la diminuzione della conduttività.

generazione composta

- carbonato contenente fosforo: aggiunta di una quantità appropriata di additivi come il tris (2,2,2-trifluoroetil) fosfito (ttfp) in carbonato: la pellicola di passivazione cei stabile può essere formata sulla superficie del catodo; gli atomi di fosforo (iii) nel centro ttfp hanno una coppia di coppie solitarie di elettroni, possono formare un complesso di sale di litio stabile nell'elettrolita contenente lipf6; gli atomi di fosforo (iii) non si trovano nello stato di valenza più alto, facilmente ossidati per generare composti solubili di fosfato per inibire efficacemente la decomposizione ossidativa del carbonato, che migliora ulteriormente le prestazioni del ciclo della batteria.

Carbonati contenenti leganti: i composti contenenti boro possono formare membrane cei stabili su diverse superfici catodiche e migliorare la stabilità di altri elettroliti sulla superficie dell'elettrodo.

il nuovo elettrolito carbonato può effettivamente migliorare la stabilità di alta pressione dell'elettrolita, ma come migliorare il punto di accensione dell'elettrolito carbonato, ridurre la volatilità e migliorare ulteriormente le prestazioni di sicurezza della batteria, i ricercatori devono ancora continuare i loro sforzi.

elettrolita ad alta tensione in nitrile

i composti dinitrili alifatici non protonici nc- (ch) n-cn (n = 3 ~ 8) hanno alta resistenza alla tensione e caratteristiche di sicurezza come elettroliti e presentano una buona stabilità elettrochimica alla tensione di 7 ~ 8v, che hanno anche un elevato punto di infiammabilità e punto d'infiammabilità. l'aggiunta di solventi ec o dmc a nitrile può migliorare significativamente la compatibilità dell'elettrolito nitrilico con gli elettrodi di grafite e migliorare la solubilità dei sali di litio. inoltre, l'1,3,6-hexanetricanetricitrile ha grandi vantaggi nell'elettrolito ad alta tensione della batteria al litio grazie alla sua elevata temperatura di conservazione e alle sue prestazioni ciclistiche. tuttavia, come ridurre la tossicità e il costo di produzione dei solventi nitrilici è ancora un problema urgente da risolvere nell'applicazione di tali elettroliti.

la sostanza organica solfone ha una costante dielettrica di 40 o più, sono in uno stato stabile a una tensione di 5,5v. per esempio, il solfolano (sl) è un comune solvente con alta costante dielettrica, ampia finestra elettrochimica e forte polarità. tuttavia, i composti solfonici hanno alta viscosità, alto punto di fusione e scarsa compatibilità con i materiali degli anodi di grafite. spesso è necessario aggiungere additivi per ridurre la viscosità e migliorare la conduttività dell'elettrolito. pertanto, migliorare le prestazioni di sicurezza dell'elettrolito solfone e ridurre la viscosità del solfone sono ancora le direzioni della ricerca.

elettrolita ad alta pressione liquido ionico

i liquidi ionici (ils) sono sali fusi a temperatura ambiente composti da anione e catione. hanno le caratteristiche di alto punto di infiammabilità, alto punto di accensione, bassa volatilità, costante dielettrica elevata e ampia finestra di stabilità elettrochimica. nel presente studio, gli anioni sono per lo più definiti come tfsi-, che è facilmente ridotto a composti li + insolubili a bassi potenziali e forma un film passivo sulla superficie degli anodi di litio e grafite. elettroliti di pirrolo e piperidina hanno una buona stabilità del ciclo a 2,5 ~ 4,8 v, ma la conduttività è relativamente bassa, la resistenza è più alta; l'elettrolita di imidazolo ha alta conduttività, ma la sua stabilità al ciclo è scarsa, necessita di ulteriori miglioramenti.

le batterie agli ioni di litio sono i dispositivi di accumulo di energia più efficaci. l'ossidazione e la decomposizione di elettroliti di batterie agli ioni di litio comuni ad alta tensione limitano lo sviluppo di batterie agli ioni di litio ad alta tensione. sviluppando un nuovo tipo di elettrolita resistente alle alte pressioni, l'elettrolita può mostrare i vantaggi della stabilità del ciclo, dell'alta conduttività e della buona compatibilità. tuttavia, come migliorare la sicurezza dei nuovi solventi organici e ottimizzare le condizioni di reazione, è necessario continuare a studiare.