◆قاتتىق ئېلېكترولىتلارغا تونۇشتۇرۇش

ئېلېكترولىت كەم بولسا بولمايدىغان تەركىبلىتىي - ئىئون باتارېيەسى، باتارېيەنىڭ توك قاچىلاش - قويۇپ بېرىش دەۋرىدە ھەل قىلغۇچ رول ئوينايدۇ.
ئۇ لىتىي ئىئونىنىڭ ئۈنۈملۈك توشۇلۇشى ۋە توكنىڭ ئۆتكۈزۈشىگە مەسئۇل بولۇپلا قالماي ، يەنە ئېلېكترونلۇق ئىزولياتسىيىلىك خۇسۇسىيەتكە ئىگە بولۇپ ، ئاكتىپ ۋە مەنپىي ئېلېكترود ئوتتۇرىسىدىكى بىۋاسىتە ئېلېكترون ئېقىمىنىڭ ئۈنۈملۈك ئالدىنى ئالىدۇ. ئوبرازلىق قىلىپ ئېيتقاندا ، ئېلېكترولىت لىتىي - ئىئون باتارېيە ئىچىدىكى «قان» غا ئوخشايدۇ ، بۇ مۇسبەت ۋە مەنپىي ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنىڭ ئۆز-ئارا ئۇلىنىشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ ، بۇ ئارقىلىق پۈتكۈل توكنىڭ - قويۇپ بېرىش جەريانىنىڭ ئوڭۇشلۇق ئىلگىرىلىشىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ.
لىتىي {{0} ion ئىئونلۇق باتارېيە ئۈچۈن كۆڭۈلدىكىدەك ئېلېكترولىت تۆۋەندىكى بەش تەلەپكە ماس كېلىشى كېرەك:
(1) High ionic conductivity (>10⁻3S / cm).
(2) Wide electrochemical window (>4.5 V vs Li+/ Li).
(3) ئېلېكترود بىلەن ياخشى ماسلىشىشچانلىقى ، ئەڭ تۆۋەن ئارىلىقتىكى قارشىلىقنى ساقلاش.
(4) مۇنەۋۋەر ئىسسىقلىق ۋە خىمىيىلىك مۇقىملىق ، باتارېيەنىڭ كەڭ تېمپېراتۇرا دائىرىسىدە بىخەتەر مەشغۇلات قىلىشىغا شارائىت ھازىرلاش.
(5) تەننەرخى تۆۋەن ، زەھەرلىكلىكى تۆۋەن ، مۇھىت ئاسرايدىغان.
باتارېيەنىڭ ئېنېرگىيە زىچلىقى ۋە توك زىچلىقىغا بولغان ئېھتىياجنىڭ كۈنسېرى كۈچىيىشىگە ئەگىشىپ ، باتارېيە تېخنىكىسى تېز تەرەققىي قىلىپ ، ئېلېكترود ماتېرىياللىرى غايەت زور ئىلگىرىلەشكە ئېرىشتى. بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا ، ئېلېكترولىت سىستېمىسىنىڭ تەرەققىياتى ئارقىدا قالدى. ھازىر لىتىي {{3} ion ئىئونلۇق باتارېيە ئېلېكترولىتنىڭ تەرەققىياتىنى - سۇ ئېرىتكۈچى ئېلېكترولىت ، سۇ ئېلېكتىرولىت ۋە قاتتىق - ھالەتتىكى ئېلېكترولىتتىن ئىبارەت ئۈچ تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ.
Non - سۇ ئېرىتكۈچى ئېلېكترولىت
لىتىي {{1} ion ئىئون باتارېيەسىدىكى - سۇ ئېرىتكۈچى ئېلېكترولىت سۇنى ئۆز ئىچىگە ئالمايدىغان ئېلېكترولىت سىستېمىسىنى كۆرسىتىدۇ ، ئاساسلىقى ئېرىتكۈچى ، ئېرىتكۈچى (ئادەتتە لىتىي تۇزى) ۋە خۇرۇچلاردىن تەركىب تاپىدۇ. بۇ - سۇ ئېرىتمىسى ئادەتتە سۇ ئېرىتكۈچى بولماستىن ، بەلكى ئورگانىك ئېرىتكۈچى بولۇپ ، سۇنىڭ ئېلېكترولىزلىنىشى ياكى ئېلېكترود ماتېرىياللىرى بىلەن پايدىسىز ئىنكاسلارنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ. لىتىي تۇزى لىتىي - ئىئون توشۇشتىكى ئاساسلىق توشۇغۇچى ، ئېرىتكۈچى لىتىي تۇزىنى ئېرىتىش ، تارقىتىش ۋە قوللاش رولىنى ئوينايدۇ ، خۇرۇچلار ئاساسلىقى لىتىي - ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئېلېكتر خىمىيىلىك ئىقتىدارى ياكى بىخەتەرلىكىنى ياخشىلاش رولىنى ئوينايدۇ.

لىتىي - ئىئون باتارېيەسىدە ئىشلىتىلىدىغان سودا خاراكتېرلىك ئېلېكترولىت (يەنى سۇيۇقلۇق ئېلېكترولىت) ئاساسلىقى ئىككى ياكى ئۇنىڭدىن ئارتۇق ئورگانىك ئېرىتكۈچىدە ئېرىتىلگەن بىر ياكى بىر نەچچە لىتىي تۇزىدىن تەركىب تاپقان. يەككە ئېرىتكۈچىدىن تەركىب تاپقان ئېلېكترولىت ئىنتايىن ئاز ئۇچرايدۇ. كۆپ خىل ئېرىتكۈچ ئىشلىتىشتىكى سەۋەب ، ھەقىقىي - دۇنيا باتارېيەسىنىڭ ئوخشىمىغان ، ھەتتا زىددىيەتلىك ، بىرلا ئېرىتكۈچىنى ئىشلىتىش تەلىپىنى قاندۇرۇش تەلىپى ئوخشىمايدۇ. مەسىلەن ، ئېلېكتىرولىت يۇقىرى سۇيۇقلۇقنى تەلەپ قىلىش بىلەن بىللە ، يۇقىرى دىئېلېكترىك تۇراقلىق بولۇشى مۇمكىن. شۇڭلاشقا ، ئوخشىمىغان فىزىكا-خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتكە ئىگە ئېرىتكۈچىلەر دائىم بىرلەشتۈرۈپ ئىشلىتىلىدۇ ، بىرلا ۋاقىتتا ئوخشىمىغان ئالاھىدىلىكلەرنى نامايان قىلىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، لىتىي تۇزى ئادەتتە بىرلا ۋاقىتتا ئىشلىتىلمەيدۇ ، چۈنكى لىتىي تۇزىنى تاللاش چەكلىك ، ئۇلارنىڭ ئەۋزەللىكى ئاسان كۆرۈنمەيدۇ.
كۆڭۈلدىكىدەك ئورگانىك ئېرىتكۈچى تۆۋەندىكى ئاچقۇچلۇق خۇسۇسىيەتلەرگە ئىگە بولۇشى كېرەك: بىرىنچى ، ئۇلار يۇقىرى دىئېلېكترىك تۇراقلىق ھالەتكە ئېھتىياجلىق بولۇپ ، لىتىي تۇزىنىڭ ياخشى ئېرىپ كېتىشىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ. ئىككىنچىدىن ، ئۇلارنىڭ تۆۋەن ئېرىتىش نۇقتىسى ۋە يۇقىرى قايناق نۇقتىسى بولۇشى ، ئېلېكترولىتنىڭ مەشغۇلات تېمپېراتۇرىسىنى كېڭەيتىشى كېرەك. ئۈچىنچىسى ، يېپىشقاقلىقى تۆۋەن لىتىي ئىئوننىڭ ئوتتۇراھال يۆتكىلىشىنى ئىلگىرى سۈرىدۇ. ئاخىرىدا ، بۇ ئېرىتكۈچىلەر ئەرزان بولۇشى ھەمدە زەھەرلىكلىكى تۆۋەن بولۇشى كېرەك (ئەڭ ياخشىسى - زەھەرلىك ئەمەس). كاربونات بىرىكمىلىرى لىتىي - ئىئون باتارېيە سانائىتىدىكى ئەڭ بالدۇر ۋە كەڭ قوللىنىلغان ئورگانىك ئېرىتكۈچىنىڭ بىرى بولۇش سۈپىتى بىلەن ، باتارېيە ئېلېكترولىت ساھەسىدە ھەل قىلغۇچ ئورۇننى ئىگىلەيدۇ.
ھازىر ، بۇ خىل ئېرىتكۈچى ئاساسلىقى دەۋرىيلىك ۋە زەنجىردىن ئىبارەت ئىككى خىل قۇرۇلما شەكلىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. تۆۋەندىكى جەدۋەلدە كۆپ ئىشلىتىلىدىغان - سۇ ئېرىتمىسى ، ئېلېكترولىت ۋە ئورگانىك ئېرىتكۈچىنىڭ مۇناسىۋەتلىك فىزىكىلىق پارامېتىرلىرى يىغىنچاقلاندى.
| سەھىپە | تىپ | قۇرۇلمىسى | ئېرىتىش نۇقتىسى (ئۇنۋان) | قايناق نۇقتا (ئۇنۋان) | يەككە ھور بېسىمى (25 گرادۇس) | نىسپىي زىچلىق (25 گرادۇس) / (mPa · s) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ئېتىلېن كاربونات (EC) | دەۋرىيلىك | 36.4 | 248 | 89,780 | 1.904 (40 گرادۇس) | |
| پروپىلېن كاربونات (PC) | دەۋرىيلىك | -48.4 | 242 | 64,920 | 2.53 | |
| كاربونات | بۇتىلىن كاربونات (BC) | دەۋرىيلىك | -54.0 | 240 | 53,000 | 3.20 |
| دىمېتىل كاربونات (DMC) | Linear | 4.6 | 91 | 3,107 | 0.59 | |
| دىئېتىل كاربونات (DEC) | Linear | -74.3 | 126 | 2,805 | 0.75 | |
| ئېتىل مېتىل كاربونات (EMC) | Linear | -53.0 | 110 | 2,958 | 0.65 |
ھازىر ئالكىل كاربونات ئېرىتمىسى ئېلېكترولىتتا كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىلىۋاتىدۇ. بۇ ئېرىتكۈچىلەر ياخشى ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە بولۇپ ، يۇقىرى بېسىملىق شارائىتتا ئەلا مۇقىملىقنى نامايان قىلىدۇ. ئېتىلېن كاربونات ۋە پروپىلېن كاربونات قاتارلىق دەۋرىي كاربوناتلار يۇقىرى دىئېلېكترىك تۇراقلىقلىقى بىلەن داڭلىق ، يەنى ئۇلار لىتىي تۇزىنى تېخىمۇ ئۈنۈملۈك ئېرىتەلەيدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، كۈچلۈك ئارىلاشما كۈچلەر سەۋەبىدىن ، بۇ ئېرىتكۈچىلەرنىڭ يېپىشقاقلىقى يۇقىرى بولۇپ ، لىتىي ئىئونىنىڭ ئىچىدىكى ھەرىكىتىنى ئاستىلىتىدۇ. بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا ، دىمېتىل كاربونات ۋە دىئېتىل كاربونات قاتارلىق زەنجىرسىمان كاربوناتلارنىڭ يېپىشقاقلىقى تۆۋەن بولسىمۇ ، ئەمما دىئېلېكترىك تۇراقلىقلىقى بىر قەدەر تۆۋەن بولۇپ ، لىتىي تۇزىنىڭ ئېرىتىش ئۈنۈمى بىر قەدەر ناچار بولىدۇ. شۇڭلاشقا ، ئىئون ئۆتكۈزۈشچانلىقى يۇقىرى بولغان ھەل قىلىش سىستېمىسىنى تەييارلاش ئۈچۈن ، ئوخشىمىغان تىپتىكى ئېرىتكۈچىلەر دائىم ئارىلاشتۇرۇلىدۇ ، مەسىلەن PC + DEC ياكى EC + DMC بىرىكمىسى. لىتىي تۇزى ئېلېكترولىتتىكى لىتىي ئىئونىنىڭ مەنبەسى بولۇش سۈپىتى بىلەن لىتىي - ئىئون باتارېيەسىنىڭ توك قاچىلاش ۋە قويۇپ بېرىش جەريانىدا لىتىي - ئىئون ئىئون توشۇشىدا ئاساسلىق رول ئوينايدۇ. ئۇلارنىڭ ئىقتىدارى لىتىي {{10} ion ئىئون باتارېيەسىنىڭ ئېنېرگىيە زىچلىقى ، توك زىچلىقى ، مەشغۇلات بېسىمى دائىرىسى ، دەۋرىيلىك ئۆمرى ۋە بىخەتەرلىك قاتارلىق نۇرغۇن تەرەپلىرىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ھازىر ، تەجرىبىخانا تەتقىقاتى ۋە سانائەت ئەمەلىيىتىدە ، چوڭ ئانئونىك رادىئاتسىيە ۋە يۇقىرى قىزىل نۇرنىڭ تۇراقلىقلىقى بولغان لىتىي تۇزى ئادەتتە تاللىنىدۇ. ئۇلارنىڭ خىمىيىلىك تەركىبىگە ئاساسەن ، لىتىي تۇزنى ئانئورگانىك لىتىي تۇزى ۋە ئورگانىك لىتىي تۇزى دەپ ئىككى تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ. LiPF6 ، LiClO4 ، LIBF ۋە LIASF قاتارلىق بىر قانچە ئانئورگانىك لىتىي تۇزى بارلىققا كەلدى. بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا ، لىتىي - ئىئون باتارېيەسىدە كۆپ ئىشلىتىلىدىغان ئورگانىك لىتىي تۇزى ئېلېكترون - چېكىنىش گۇرۇپپىسىنى قوشۇش ئارقىلىق بۇ ئانئورگانىك لىتىي تۇزىنىڭ پىيازلىرىغا لىتىي دىئوكالاتو - بورات (LiBOB) ، لىتىي دىفلۇئوروسالاتو - بورات (iOD}) .
| سەھىپە | لىتىي تۇزى | مولېكۇلا ئېغىرلىقى (g / mol) | كاربوناتتا ئېرىيدۇ؟ | سۇدا ئېرىيدۇ؟ | ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى (1 مول / L ، EC / DMC ، 20 گرادۇس) (mS / cm) |
|---|---|---|---|---|---|
| ئانئورگانىك لىتىي تۇزى | LiPF₆ | 151.91 | ھەئە | ھەئە | 10.00 |
| LiBF₄ | 93.74 | ھەئە | ھەئە | 4.50 | |
| LiClO₄ | 106.40 | ھەئە | ھەئە | 9.00 | |
| ئورگانىك لىتىي تۇزى | LiTFSI | 287.08 | ھەئە | ھەئە | 6.18 |
| LiFSI | 187.07 | ھەئە | ھەئە | 10.40 | |
| LiBOB | 193.79 | ھەئە | ھەئە | 0.65 |
خۇرۇچلار تۆۋەن قويۇقلۇقتىكى ئېلېكترولىتقا قوشۇلغان ماددىلار (ئادەتتە ماسسىسى% 10 تىن ئېشىپ كەتمەيدۇ) ئالاھىدە ئىقتىدارغا ئىگە بولۇپ ، باتارېيەنىڭ ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئالاھىدىلىكىنى كۆرۈنەرلىك ياخشىلايدۇ. ئۇلارنىڭ فۇنكسىيەسىگە ئاساسەن ، بۇ خۇرۇچلارنى كەڭ كۆلەمدە بىر قانچە تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ: فىلىم - خۇرۇچ ، ئوت يالقۇنى ۋە خۇرۇچ شەكىللەندۈرۈپ ، ئارتۇق توك قاچىلاشنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، ئۆتكۈزگۈچلۈكنى ئاشۇرۇش ، تۆۋەن - تېمپېراتۇرا شارائىتىدا ئىقتىدارنى ئەلالاشتۇرۇش ياكى ئېلېكترولىت ئېرىتمىسىدىكى ئىز مىقدارى ۋە HF قويۇقلۇقىنى كونترول قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان خۇرۇچلار بار.
