Gall ychydig o ddeunyddiau storio nad ydynt yn ynni a ddefnyddir mewn batris lithiwm wella perfformiad penodol y batri yn sylweddol, a gelwir y symiau bach hyn yn ychwanegion. Mae gan yr ychwanegion electrolyt organig nodweddion eithriadol "dos isel (llai na 5% yn gyffredinol yn ôl cyfaint neu gymhareb màs) ac effaith gyflym", sy'n gallu gwella rhai priodweddau macrosgop batris lithiwm yn sylweddol heb gynyddu cost y batri []. Yn gyffredinol, dylai ychwanegion fod â'r nodweddion canlynol:
(1) Gellir gwella un neu nifer o berfformiadau o'r batri gyda llai o ddefnydd;
(2) Nid yw'n cael unrhyw sgil-effeithiau ar berfformiad batri ac nid yw'n achosi adweithiau ochr gyda deunyddiau eraill sy'n ffurfio'r batri;
(3) Mae'n gydnaws yn dda ag electrolyt organig, ac mae'n well bod yn hawdd hydawdd mewn toddyddion;
(4) Mae'r pris yn gymharol isel, dim gwenwynig na gwenwyndra isel; ar hyn o bryd, mae ymchwil ychwanegion electrolyt batri lithiwm yn canolbwyntio'n bennaf ar yr agweddau canlynol:
(1) Gwella sefydlogrwydd ffilm SEI [7073);
(2) Gwella perfformiad diogelwch y batri [4-70;
(3) Rheoli'r cynnwys asid a dŵr yn yr electrolyt;
(4) Gwella dargludedd yr electrolyt [8-7 i.
1. Ychwanegion i wella sefydlogrwydd ffilm SEI o fatris lithiwm
Mae'r ffilm SEl (Rhyngwyneb Electrolyte Solid), hynny yw, y ffilm rhyngwyneb cam electrolyt solet, yn ffilm wyro a ffurfiwyd ar wyneb electrod negyddol y batri lithiwm i ynysu'r electrolyt o'r electrod negyddol deunydd carbon/lithiwm. Mae'r ffilm SEl yn cael ei ffurfio yn ystod beicio cychwynnol y batri lithiwm. O dan botensial penodol, ar y rhyngwyneb electrod/electrolyt negyddol, moleciwlau toddyddion organig, anionau halen lithiwm, diffyg amynedd ac ychwanegion yn cael eu dadelfennu'n ôl i ffurfio sylweddau anhydawdd ac adneuo ar arwyneb yr electrod.
Rhennir ychwanegion sy'n ffurfio ffilmiau yn ychwanegion sy'n ffurfio ffilmiau organig ac ychwanegion sy'n ffurfio ffilmiau anorganig.
Ymhlith yr ychwanegion sy'n ffurfio ffilmiau organig mae ychwanegion sylffwd, ychwanegion is-alwminiwm ac ychwanegion sylffad.
Ymhlith yr ychwanegion sylffwd a ddefnyddir yn gyffredin mae finyl sylffwd (DA), sylffwd propylen (PS), dimethyl sylffwd (DMS), diethyl sylffwd (DES), ac ati. 18]. Prif elfennau'r ffilm SEI a ffurfiwyd drwy leihau a dadelfennu ychwanegion sylffwd ar wyneb yr electrod carbon negyddol yw halwynau anorganig LizS, LizSO; neu LiuSO, a halwynau organig ROSO2Lil81]. Mae'r cyfansoddiad penodol hefyd yn gysylltiedig â'r dwysedd presennol. O dan ddwysedd cyfredol uchel, cynhyrchir halen lithiwm anorganig am y tro cyntaf.
Dim ond o dan 0.5V y mae'r gydran halen lithiwm organig yn ymddangos; ar ddwysedd isel ar hyn o bryd, mae'r halen lithiwm organig yn achosi 1.5V, ac yna ni ffurfir halen anorganig. Cryfder ffilm gwahanol ychwanegion sylffwd wrth ryngwyneb anode carbon yw DA>PS2DMS>DES.
Ymhlith yr ychwanegion sylweddau 28 mae is-fersiwn ddiethyl (DMSO), is-set butyl, is-set methyl ethyl (EMS), is-set gylchol (TriMS), is-set 1-methylcyclopropylate (MTS), Ethyl sec-butyl sylffwd (EsBS), ethyl isobutyl sylffwd (EiPS) a 3,3,3-trifluoropropylmethyl sylffwd (FPMS), ac ati.
2. Ychwanegion i wella perfformiad diogelwch batris lithiwm
Y mae materion diogelwch yn rhagofyniad pwysig ar gyfer arloesi'r farchnad batri lithiwm, yn enwedig ceisiadau mewn cerbydau trydan a meysydd eraill a gyflwynwyd gofynion uwch a mwy newydd ar gyfer diogelwch batris. Mae batris eilaidd lithiwm yn gollwng llawer o wres pan gânt eu gordalu a'u rhyddhau, eu cylchedau byr, a gweithio am amser hir gyda cerrynt mawr. Daw'n berygl diogelwch ar gyfer electrolytau fflamadwy, a all achosi dadansoddiad thermol trychinebus (dŵr ffo thermol) neu hyd yn oed ffrwydrad batri [8]. Gall ychwanegu ychwanegion fflam-ardretydd droi'r electrolyt organig fflamadwy yn electrolyt nad yw'n fflamadwy neu nad yw'n fflamadwy, lleihau gwerth rhyddhau gwres y batri a chyfradd hunangynhesu batri, a hefyd cynyddu sefydlogrwydd thermol yr electrolyt ei hun i atal y batri rhag gorbenio. Llosgi neu ffrwydrad oddi tano.
3. Ychwanegion i reoli'r cynnwys asid a dŵr yn electrolyt batris lithiwm
Mae'r symiau hybrin o ddŵr a HF yn yr electrolyt organig yn cael effaith benodol ar ffurfio'r ffilm SEl ragorol, y gellir ei gweld o adwaith toddyddion fel y CE a PC wrth ryngwyneb electrode. Ond bydd cynnwys rhy uchel o ddŵr ac asid (HF) nid yn unig yn arwain at LiPF. Dadelfennu, a bydd yn dinistrio'r ffilm SEI [8]. Pan ychwanegir AlbO3, MgO, Bao, a lithiwm neu galsiwm carbonadau fel ychwanegion at yr electrolyt, byddant yn ymateb gyda swm bach o HF yn yr electrolyt, lleihau cynnwys y HF, ac atal ei ddifrod i drydaneiddio a dadelfennu LiPF6 Mae catalysis yr electrolyt yn gwella sefydlogrwydd yr electrolyt, gan wella perfformiad batri. Fodd bynnag, mae'r sylweddau hyn yn araf i gael gwared ar HF, felly mae'n anodd atal HF rhag niweidio perfformiad y batri. Er y gall rhai cyfansoddion anhydrain asid gael gwared ar HF yn gyflym, byddant hefyd yn cynhyrchu sylweddau asidig eraill sy'n niweidio perfformiad batri. Gall cyfansoddion diimine Alkane ffurfio bondiau hydrogen gwan gyda moleciwlau dŵr drwy atomau hydrogen yn y moleciwl, gan atal dŵr a LiPF. Mae'r adwaith yn cynhyrchu HF.
4. Ychwanegion dargludol
Mae dargludedd uchel yr electrolyt yn warant bwysig ar gyfer lleihau ymwrthedd i fudo Lit a gwella perfformiad codi tâl a rhyddhau'r batri. Rôl yr ychwanegyn dargludol yw bod y moleciwl ychwanegol a'r electrolyt yn cael adwaith cydgysylltu i hyrwyddo diddymu ac ïoneiddio'r halen lithiwm, lleihau radiws hydoddedd y lithiwm hydawdd, ac atal y toddyddion rhag cyd-fynd rhag niweidio'r electrod. Yn ôl ei ryngweithio ag electrolytau yn yr electrolyt, gellir ei rannu'n fath o ryngweithio (cation liganiaid), math o ryngweithio (anion liganiaid) a math o ryngweithio electrolyt (liganiaid niwtral).
5. Ychwanegion i wella perfformiad tymheredd isel
Perfformiad tymheredd isel yw un o'r ffactorau pwysig o ran ehangu'r ystod defnydd o batris lithiwm, ac mae hefyd yn rhaid ei gael yn y dechnoleg awyrofod bresennol. Mae gan N,N-Dimethyltrifluoroacetamide ficosedd isel (1.09mPa-s, 25°C), pwynt berwi uchel (135°C) a phwynt fflach (72°C). Mae ganddo allu da i ffurfio ffilmiau ar wyneb graffit. Mae gan yr electrod cadarnhaol sefydlogrwydd ocsideiddio da hefyd, ac mae gan y batri a gynullwyd berfformiad beicio ardderchog ar dymheredd isel. Hefyd, mae diflastod organig a charbonadau sy'n cynnwys fflworid yn ffafriol i wella perfformiad tymheredd isel batri.
6. Ychwanegion amlswyddogaethol
Gelwir ychwanegion sydd â dwy swyddogaeth neu fwy ar yr un pryd yn ychwanegion amlswyddogaethol. Ychwanegion delfrydol ar gyfer batris lithiwm yw ychwanegion amlswyddogaethol. Gallant wella perfformiad electrolytau mewn sawl ffordd a chwarae rhan flaenllaw yn y gwaith o wella perfformiad electrocemegol cyffredinol batris lithiwm. Maent yn dod yn brif gyfeiriad ymchwil a datblygu ychwanegion yn y dyfodol.
Yn wir, mae rhai o'r ychwanegion presennol eu hunain yn ychwanegion amlswyddogaethol. Fel 12-goron-4 ether/8] Ar ôl ychwanegu toddyddion PC, tra'n gwella dargludedd Li ei hun, mae effaith electroffilig y goron ar arwyneb electrode yn gwneud y posibilrwydd y bydd Li yn adweithio â moleciwlau toddyddion wrth y rhyngwyneb electrode wedi lleihau'n fawr. Mae effaith hydoddedd ffafriol y goron ether ar Li yn llesteirio cyd-fewnosod moleciwlau PC, ac mae'r sei membran o ryngwyneb electrolysis yn cael ei optimaidd, sy'n lleihau'r capasiti cyntaf na ellir ei wrthdroi o golli'r electrod. Yn ogystal, toddyddion organig wedi'u fflworeiddio, ester ffosffad halogenaidd fel BTE a TTFP, ac ati. ychwanegu at yr electrolyt nid yn unig yn helpu i ffurfio ffilm SEl ardderchog, ond hefyd yn cael effaith fflam-ardretydd penodol neu hyd yn oed amlwg ar yr electrolyt, sy'n gwella sawl agwedd ar y batri. perfformiad.
