اتجاه التطوير التقني ذو الصلة بالكهرباء بطارية الليثيوم 5 تحليل الاتجاه الجديد

المنحل بالكهرباء هو موصل أيوني موصل بين القطب الموجب والقطب الموجب للبطارية. وهو يتكون من ملح الليثيوم المنحل بالكهرباء والمذيبات العضوية عالية النقاء والمواد المضافة الضرورية والمواد الخام الأخرى بنسبة معينة. إنه يلعب دورًا مهمًا في كثافة الطاقة وكثافة الطاقة وتطبيقات درجات الحرارة الواسعة وعمر الدورة والأداء الآمن للبطاريات.

مادة القطب المكونة من الغلاف والقطب الموجب والقطب السالب والكهارل والحجاب الحاجز هي بلا شك محط اهتمام الناس وأبحاثهم. ولكن في الوقت نفسه، يعتبر المنحل بالكهرباء أيضًا جانبًا لا يمكن تجاهله. بعد كل شيء، يلعب الإلكتروليت، الذي يمثل 15% من تكلفة البطارية، دورًا حاسمًا في كثافة الطاقة وكثافة الطاقة وتطبيق درجات الحرارة الواسعة وعمر الدورة وأداء السلامة والجوانب الأخرى للبطارية.

الإلكتروليت هو موصل أيوني يستخدم للتوصيل بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة للبطارية. وهو يتألف من إلكتروليت الليثيوم والمواد الخام الأخرى والمذيبات العضوية عالية النقاء والمواد المضافة الضرورية بنسبة معينة. مع تزايد اتساع نطاق تطبيق بطاريات الليثيوم، تختلف بالضرورة متطلبات بطاريات الليثيوم المختلفة لإلكتروليتاتها.

في الوقت الحاضر، يعد السعي للحصول على طاقة محددة عالية هو أكبر اتجاه بحثي لبطاريات الليثيوم. خاصة عندما تمثل الأجهزة المحمولة نسبة متزايدة من حياة الناس، أصبح تحمل البطارية هو الأداء الأكثر أهمية للبطاريات.

يتمتع السيليكون السالب بسعة جرام كبيرة، وقد تم الاهتمام به. ومع ذلك، وبسبب توسعه واستخدامه، فقد تغير اتجاه تطبيقه البحثي في ​​السنوات الأخيرة إلى كربون السيليكون السالب، الذي يتمتع بقدرة جرامية عالية وتغير صغير في الحجم. المواد المضافة المختلفة لتشكيل الفيلم لها تأثيرات مختلفة على الدورة السلبية لكربون السيليكون

2. المنحل بالكهرباء عالية الطاقة

في الوقت الحاضر، من الصعب على بطاريات الليثيوم الإلكترونية التجارية تحقيق معدل تفريغ مستمر مرتفع، ويرجع ذلك أساسًا إلى تسخين الأذن الكهربائية للبطارية بشكل خطير، ودرجة الحرارة الإجمالية للبطارية مرتفعة جدًا بسبب المقاومة الداخلية، والتي يسهل تسخينها يتحكم. لذلك، يجب أن يكون المنحل بالكهرباء قادرًا على منع ارتفاع درجة حرارة البطارية بسرعة كبيرة مع الحفاظ على الموصلية العالية. يعد الملء السريع أيضًا اتجاهًا مهمًا لتطوير المنحل بالكهرباء.

لا تتطلب البطارية عالية الطاقة فقط انتشارًا عاليًا للطور الصلب لمواد الإلكترود، ومسار هجرة الأيونات القصير الناتج عن تبلور النانو، والتحكم في سمك الإلكترود والاكتناز، ولكن أيضًا متطلبات أعلى للكهارل: 1. ملح إلكتروليت عالي التفكك؛ 2.2 تركيب المذيبات - اللزوجة المنخفضة؛ 3. التحكم في الواجهة - مقاومة الفيلم منخفضة.

3. المنحل بالكهرباء درجة حرارة واسعة

في درجات الحرارة المرتفعة، تكون البطاريات عرضة لتحلل الإلكتروليت نفسه وحدوث تفاعلات عكسية بين المواد والإلكتروليت. عند درجة حرارة منخفضة، قد يحدث تمليح الإلكتروليت وزيادة مضاعفة في مقاومة غشاء SEI السالبة. يتيح ما يسمى بالكهرباء ذات درجة الحرارة الواسعة للبطارية الحصول على بيئة عمل أوسع. يوضح الشكل التالي مقارنة نقاط الغليان وخصائص التصلب للمذيبات المختلفة.

4. المنحل بالكهرباء السلامة

تنعكس سلامة البطارية في الاحتراق وحتى الانفجار. بادئ ذي بدء، البطارية نفسها قابلة للاشتعال، لذلك عندما يتم شحن البطارية بشكل زائد، أو تفريغها الزائد، أو قصر الدائرة، أو عندما يتم الضغط على الدبوس الخارجي، أو عندما تكون درجة الحرارة الخارجية مرتفعة جدًا، قد تحدث حوادث سلامة. ولذلك، مثبطات اللهب هو اتجاه بحثي مهم للكهارل الآمن.

يتم تحقيق وظيفة مثبطات اللهب عن طريق إضافة مثبطات اللهب في المنحل بالكهرباء التقليدي. يتم استخدام مثبطات اللهب المعتمدة على الفوسفور أو الهالوجين بشكل عام. سعره معقول ولا يضر بأداء المنحل بالكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام السوائل الأيونية في درجة حرارة الغرفة كإلكتروليتات قد دخل أيضًا مرحلة البحث، مما سيؤدي إلى القضاء تمامًا على استخدام المذيبات العضوية القابلة للاشتعال في البطاريات. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع السوائل الأيونية بضغط بخار منخفض للغاية، واستقرار حراري/كيميائي جيد وخصائص غير قابلة للاشتعال، مما سيؤدي إلى تحسين سلامة بطاريات الليثيوم بشكل كبير.

5. المنحل بالكهرباء دورة طويلة

في الوقت الحاضر، لا يزال استرداد بطارية الليثيوم، وخاصة استعادة الطاقة، يواجه صعوبات تقنية كبيرة، لذا فإن تحسين عمر البطارية هو وسيلة للتخفيف من هذا الوضع.

يحتوي المنحل بالكهرباء طويل الأمد على فكرتين بحثيتين مهمتين. الأول هو استقرار المنحل بالكهرباء، بما في ذلك الاستقرار الحراري، والاستقرار الكيميائي، واستقرار الجهد؛ والآخر هو الاستقرار مع المواد الأخرى، وفيلم القطب مستقر، والحجاب الحاجز خالي من الأكسدة، وجمع السوائل خالي من التآكل.