1.1 organické rozpúšťadlo
Organické rozpúšťadlo je hlavnou časťou elektrolytu a výkon elektrolytu úzko súvisí s výkonom rozpúšťadla. Rozpúšťadlový olej bežne používaný v elektrolytoch s lítium-iónovou batériou, ako sú napríklad etylénkarbonát (EC), dietylkarbonát (DEC), dimetylkarbonát (DMC), etylmetylkarbonát (EMC) atď., Všeobecne nevhodné pre propylénkarbonát (PC) etylénglykoldimetyléter (DME) a podobne, používané hlavne pre lítiové batérie. PC sa používa v sekundárnych batériách a kompatibilita s grafitovými anódami lítium-iónových batérií je veľmi slabá. Počas nabíjania a vybíjania sa počítač rozkladá na povrchu grafitových anód a kolegovia odlupujú vrstvu grafitu, čo spôsobuje zníženie výkonu cyklu batérie. Stabilný film SEI však môže byť vytvorený v kompozitnom elektrolyte EC alebo EC + DMC. Všeobecne sa uvažuje, že zmiešané rozpúšťadlo EC a uhličitan reťazca je vynikajúci elektrolyt lítium-iónovej batérie, ako sú EC + DMC, EC + DEC a podobne. Rovnaká lítiová soľ elektrolytu, ako napríklad systém LiPF6 alebo LiCF4, systém PC + DME vykazuje vždy najhorší účinok na nabíjanie a vybíjanie (v porovnaní s EC + DEC, EC + DMC systémom) pre materiál C-MVMB z mezofázového uhlíka. Ale nie absolútne, keď sa PC používa v prídavných prísadách pre lítium-iónové batérie, je výhodné zlepšiť výkon batérie nízkou teplotou.
Pred použitím musí byť organické rozpúšťadlo prísne kontrolované. Napríklad musí byť čistota 99,9% alebo viac a obsah vlhkosti musí byť 10 * 10 ± 6 alebo menej. Existuje úzky vzťah medzi čistotou rozpúšťadla a stabilným napätím. Oxidačný potenciál organického rozpúšťadla s normou čistoty je okolo 5V. Oxidačný potenciál organického rozpúšťadla má veľký význam pre štúdium nadmerného zaťaženia a bezpečnosti batérie. Prísne ovládanie vlhkosti organických rozpúšťadiel má rozhodujúci vplyv na prípravu kvalifikovaných elektrolytov. Voda pod 10 x 10-6 môže znížiť rozklad LiPF6, spomaliť rozklad fólie SEI a zabrániť vzostupu plynu. Obsah vlhkosti sa dá dosiahnuť adsorpciou molekulového sita, atmosférickou alebo vákuovou destiláciou a zavedením inertného plynu.
1,2 elektrolytická lítiová soľ
LiPF6 je najčastejšie používaná lítiová soľ elektrolytu a je budúcim smerom vývoja lítiovej soli. Pokiaľ je to možné, LiCIO4, LiAsF6 atď. Sa tiež používajú ako elektrolyty v laboratóriu. Vzhľadom na to, že vysoká teplota batérie pomocou LiC104 nie je dobrá a samotná LiC104 sa dá ľahko rozbiť nárazom, je to tiež silný okysličovadlo, ktoré nie je bezpečné pre použitie v batériách. Nie je vhodný na priemyselné rozsiahle používanie lítium-iónových batérií,
LiPF6 je stabilný voči negatívnej elektróde, má vysoký výkon, vysokú vodivosť, malý vnútorný odpor, rýchle nabíjanie a rýchlosť vyprázdňovania, ale je mimoriadne citlivý na vlhkosť a kyselinu HF, ľahko reaguje a je možné ju prevádzkovať iba v suchom prostredí ako sú rukavice s vlhkosťou prostredia menej ako 20x10). V boxe) a nie je odolný voči vysokej teplote, dochádza k rozkladnej reakcii pri teplote 80 ° C až 100 ° C a tvorí sa pentafluorid fosforečný a fluorid lítny, ktorý je ťažko čistitelný. Preto pri príprave elektrolytu je potrebné kontrolovať samovykazovanie a teplo rozpúšťadla spôsobené rozpustením LiPF6. zlomiť. Percento vyrobeného LiPF v Číne je vo všeobecnosti až štandardné, ale obsah kyseliny HF je príliš vysoký na to, aby bol priamo použitý na prípravu elektrolytu a je potrebné ho čistiť.
1.3 prísady
Existuje mnoho druhov prísad a rôzni výrobcovia lítium-iónových batérií majú odlišné požiadavky na používanie a výkon batérie a zameranie vybraných prísad je tiež odlišné. Vo všeobecnosti sa používané prísady používajú hlavne v troch smeroch:
(1) Pridaním anizolu do elektrolytu s cieľom zlepšiť výkon filmu SEI
Pridanie anizolu k elektrolytu s lítium-iónovou batériou môže zlepšiť výkon cyklu batérie a znížiť ireverzibilnú stratu kapacity batérie. Anizol reaguje s požadovaným produktom rozpúšťadla za vzniku LiOCH, čo uľahčuje tvorbu vysoko stabilného a stabilného SEI filmu na povrchu elektródy, čím sa zlepšuje účinnosť batérie na bicykli. Výstupná plošina batérie môže merať energiu, ktorú môže batéria uvoľniť nad hodnotu 3,6 V a do akej miery odráža veľké prúdové charakteristiky batérie. V praxi sme zistili, že pridanie anizolu k elektrolytu môže rozšíriť vyprázdňovaciu plošinu batérie a zvýšiť kapacitu vybitia batérie.
(2) Pridávanie oxidu kovu na zníženie stopovej vody a kyseliny HF v elektrolyte
Ako bolo uvedené vyššie, lítium-iónové batérie sú veľmi prísne s požiadavkami na vodu a kyselinu v elektrolyte. Karbodiimidová zlúčenina môže hydrolyzovať LiPF6 na kyselinu. Navyše, niektoré kovové oxidy ako Al2O3, MgO, BaO, Li2C03, CaCO3 atď. Sa používajú na zachytávanie HF. Avšak rýchlosť odstraňovania kyseliny je príliš pomalá vzhľadom na hydrolýzu LiPF6 a je ťažké odfiltrovať. Celkový obsah Li, P a F v elektrolyte s lítiovou batériou je 96,3% a súčet ostatných hlavných prvkov nečistôt, ako sú Fe, K, Na, Cl a A1, je 0,055%.
(3) Zabráňte prebíjaniu a prebíjaniu
Tradičným anti-preplnením prostredníctvom obvodu vnútornej ochrany batérie sa teraz požaduje pridanie prísad do elektrolytu, ako je imidazolový kruh sodný, bifenyly, karbazoly a ďalšie zlúčeniny, tieto zlúčeniny sú vo fáze výskumu.