Manteision Cymhwyso Electrolyt Solid

Mae electrolyt solid yn duedd yn natblygiad electrolytau batri lithiwm yn y dyfodol, oherwydd mae technoleg batri electrolyt solet wedi datblygu hyd heddiw. O safbwynt technegol, gellir rhannu electrolytau solet yn electrolytau ocsid, electrolytau sylffad, electrolytau polymer organig, ac electrolytau LiPON. Gellir dweud ei fod yn gymharol aeddfed, ond mae hefyd wedi dod ar draws tagfeydd. Mae angen geni cenhedlaeth newydd o dechnoleg ar frys, yn enwedig ym maes ynni newydd. Disgwylir i fatris gwladwriaeth solid fod yr un mwyaf deniadol ymhlith technolegau batri pŵer y genhedlaeth nesaf. Gan fod gan fatris gwladwriaeth solet nid yn unig aeddfedrwydd technolegol cymharol uchel, mae llawer o gwmnïau batri lithiwm domestig a thwr tramor hefyd wedi ystyried technoleg batri'n holl-solet fel cronfa dechnoleg bwysig y genhedlaeth nesaf.

Wrth ddatblygu technoleg batri'r wladwriaeth solet yn gynnar, oherwydd dargludedd cymharol isel deunyddiau electrolyt solet, roedd ffocws ymchwil a datblygu yn bennaf ar wella dargludedd electrolytau solet. Felly, mae electrolytau solet sylffad ac electrolytau solet ocsid gyda dargludedd ïonig uchel wedi denu ystod eang o sylw.

Defnyddia batris lithiwm gwladwriaeth solet electrolytau solet yn hytrach nag electrolytau hylif organig traddodiadol, sy'n gallu datrys materion diogelwch batri yn dda ac sy'n ffynonellau pŵer cemegol delfrydol ar gyfer cerbydau trydan a storio ynni ar raddfa fawr. Yr allwedd yw paratoi electrolytau solet gyda dargludedd tymheredd ystafell uchel a sefydlogrwydd electrocemegol, yn ogystal â deunyddiau electrode ynni uchel sy'n addas ar gyfer pob batris lithiwm cyflwr solet, a gwella cydnawsedd y rhyngwyneb electrod/electrolyt solet.

Datblygir batris lithiwm gwladwriaeth solid yn seiliedig ar fatris lithiwm. O'i gymharu â batris lithiwm traddodiadol, nid ydynt bellach yn defnyddio hylif na gel fel y deunydd dargludol rhwng yr electrodau cadarnhaol a negyddol, sy'n gwella diogelwch y car yn sylweddol a'r gallu i wrthsefyll tymheredd uchel. . Mae ganddo fanteision diogelwch uchel, dwysedd ynni uchel, bywyd beicio hir, ac ystod dymheredd gweithredu eang, a'r union graidd yw'r electrolyt solet.

Gellir rhannu electrolytau solet yn crisialine a gwydraid (amoraidd) yn ôl y strwythur materol. Ymhlith electrolytau crystaline mae math perovskite, math NASICON, math LISICON a math garnet, ac ati. Yr electrolyt ocsid gwydrOg Y man lle ceir problemau ymchwil yw'r electrolyt math LiPON a ddefnyddir mewn batris ffilm tenau.

Mae sefydlogrwydd cemegol uchel i'r electrolyt solet crisialine ocsid a gall fodoli'n gadarn yn yr atmosffer, sy'n fuddiol i gynhyrchu batris gwladwriaeth solet ar raddfa fawr. Ffocws yr ymchwil yw gwella dargludedd ïonig tymheredd yr ystafell a'i gydweddoldeb ag electrodau. Ar hyn o bryd, mae'r dulliau o wella dargludedd yn bennaf yn disodli elfennau ac yn dopio elfennau heterofalent, ac mae cydnawsedd ag electrodau hefyd yn fater pwysig sy'n cyfyngu ar ei gais.

Yr electrolyt solet crisialine mwyaf nodweddiadol yw thio-LISICON, a ddarganfuwyd gyntaf gan yr Athro KANNO o Sefydliad Technoleg Tokyo yn y system Li2S-GeS2-P2S. Y cyfansoddiad cemegol yw Li4-xGe1-xPxS4, ac mae dargludedd tymheredd yr ystafell mor uchel â 2.2 0 3. -3S/cm (lle x=0.75), a gellir anwybyddu'r dargludedd electronig. Fformiwla gemegol gyffredinol thio-LISICON yw Li4-xGe1-xPxS4 (A=Ge, Si, ac ati, B=P, Al, Zn, ac ati).

Mae'r electrolyt solet gwydr sylffad fel arfer yn cynnwys P2S5, SiS2, B2S3 a llunwyr rhwydwaith eraill ac addasydd rhwydwaith Li2S. Mae'r system yn bennaf yn cynnwys Li2S-P2S5, Li2S-SiS2, Li2S-B2S3. Mae gan y cyfansoddiad ystod eang o amrywiad, dargludedd tymheredd ystafell uchel, sefydlogrwydd thermol uchel, perfformiad diogelwch da, a ffenestr sefydlogrwydd electrocemegol eang (hyd at 5V). Mae ganddo fanteision eithriadol mewn batris cyflwr solet pŵer uchel a thymheredd uchel ac mae ganddo botensial mawr O ddeunyddiau electrolyt batri gwladwriaeth solet.

Mae'r electrolyt solet polymer yn cynnwys matrics polymer (fel polyester, polymerase a polyamin, etc. ) a halen lithiwm (fel LiClO4, LiAsF4, LiPF6, LiBF4, ac ati), oherwydd ei bwysau golau, viscoelasticity da, a pherfformiad prosesu mecanyddol rhagorol Ac mae nodweddion eraill wedi cael sylw eang.

Ymhlith y SPEs cyffredin mae polyethylen ocsid (PEO), polyacrylonitrile (PAN), fflworid polyvinylidene (PVDF), polymethylmethacrylate (PMMA), ocsid polypropylen (PPO), polyvinylidene clorid (PVDC) a systemau electrolyt polymer sengl.

Ar hyn o bryd, y matrics SPE prif ffrwd yw'r PEO arfaethedig cyntaf a'i ddeilliadau o hyd, yn bennaf oherwydd sefydlogrwydd PEO i lithiwm metel a'i allu i ddatgysylltu halwynau lithiwm yn well.

Mae'r electrolyt LiPON yn cael ei wneud gan Labordy Cenedlaethol Oak Ridge (ORNL) yn yr Unol Daleithiau. Paratowyd y ffilm electrolyt ffosfforws ffosfforws ffosfforws (LiPON) drwy chwistrellu targed Li3P04 purdeb uchel gan ddefnyddio dyfais chwistrellu magnetron amledd radio mewn awyrgylch nitrogen purdeb uchel.

Deellir bod gan y deunydd berfformiad cynhwysfawr ardderchog, dargludedd ïonig tymheredd yr ystafell yw 2.3 0-6S/cm, ffenestr electrocemegol yw 5. 5V (http://vs.Li/Li+), mae sefydlogrwydd thermol yn dda, ac mae gan electrodau cadarnhaol fel LiCoO2, LiMn2O4, ac electrodau negyddol fel metel lithiwm a lithiwm gydweddoldeb da. Mae dargludedd ïonig y ffilm LiPON yn dibynnu ar y strwythur amoraidd a chynnwys Y N yn y deunydd ffilm. Gall cynnydd y cynnwys N wella'r dargludedd ïonig.