แนวโน้มการพัฒนาทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องของอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่ลิเธียม 5 การวิเคราะห์แนวโน้มใหม่

อิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนำไอออนิกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกกับขั้วบวกของแบตเตอรี่ ประกอบด้วยเกลือลิเธียมอิเล็กโทรไลต์ ตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีความบริสุทธิ์สูง สารเติมแต่งที่จำเป็น และวัตถุดิบอื่น ๆ ในสัดส่วนที่แน่นอน มีบทบาทสำคัญในความหนาแน่นของพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงาน การใช้งานอุณหภูมิที่หลากหลาย อายุการใช้งานของวงจร และประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่

วัสดุอิเล็กโทรดประกอบด้วยเปลือก อิเล็กโทรดบวก อิเล็กโทรดลบ อิเล็กโทรไลต์ และไดอะแฟรมเป็นจุดสนใจของผู้คนและการวิจัยอย่างไม่ต้องสงสัย แต่ในขณะเดียวกัน อิเล็กโทรไลต์ก็เป็นสิ่งที่มองข้ามไม่ได้เช่นกัน ท้ายที่สุดแล้ว อิเล็กโทรไลต์ซึ่งคิดเป็น 15% ของต้นทุนแบตเตอรี่ มีบทบาทสำคัญในความหนาแน่นของพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงาน การใช้งานที่อุณหภูมิกว้าง อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย และด้านอื่น ๆ ของแบตเตอรี่

อิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนำไอออนิกที่ใช้นำไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ ประกอบด้วยลิเธียมอิเล็กโทรไลต์และวัตถุดิบอื่นๆ ตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและสารเติมแต่งที่จำเป็นในสัดส่วนที่แน่นอน เนื่องจากการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมมีมากขึ้นเรื่อยๆ ความต้องการของแบตเตอรี่ลิเธียมต่างๆ สำหรับอิเล็กโทรไลต์จึงแตกต่างออกไป

ปัจจุบัน การแสวงหาพลังงานจำเพาะสูงเป็นทิศทางการวิจัยที่ใหญ่ที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุปกรณ์เคลื่อนที่มีส่วนทำให้สัดส่วนชีวิตของผู้คนเพิ่มมากขึ้น ความทนทานของแบตเตอรี่จึงกลายเป็นประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่

ซิลิคอนเชิงลบมีความจุกรัมมากซึ่งได้รับความสนใจ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการขยายตัวและการใช้งาน การใช้งานจึงได้เปลี่ยนทิศทางการวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเป็นซิลิคอนคาร์บอนเชิงลบ ซึ่งมีความจุกรัมสูงและมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเล็กน้อย สารเติมแต่งที่ทำให้เกิดฟิล์มต่างกันมีผลกระทบต่อวงจรเชิงลบของซิลิคอนคาร์บอนแตกต่างกัน

2. อิเล็กโทรไลต์กำลังสูง

ปัจจุบันเป็นเรื่องยากสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมอิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์เพื่อให้ได้อัตราการคายประจุอย่างต่อเนื่องสูงสาเหตุหลักมาจากหูอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ได้รับความร้อนอย่างมากและอุณหภูมิโดยรวมของแบตเตอรี่สูงเกินไปเนื่องจากความต้านทานภายในซึ่งง่ายต่อการระบายความร้อน ควบคุม. ดังนั้นอิเล็กโทรไลต์ควรจะสามารถป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไปเร็วเกินไปในขณะที่ยังคงค่าการนำไฟฟ้าสูงไว้ การเติมอย่างรวดเร็วยังเป็นทิศทางสำคัญของการพัฒนาอิเล็กโทรไลต์อีกด้วย

แบตเตอรี่พลังงานสูงไม่เพียงต้องการการแพร่กระจายของเฟสของแข็งสูงของวัสดุอิเล็กโทรด เส้นทางการโยกย้ายไอออนสั้นที่เกิดจากการตกผลึกนาโน การควบคุมความหนาและความกะทัดรัดของอิเล็กโทรด แต่ยังต้องการอิเล็กโทรไลต์ที่สูงขึ้น: 1. เกลืออิเล็กโทรไลต์ที่แยกตัวสูง; 2.2 การผสมตัวทำละลาย - ความหนืดต่ำ 3. การควบคุมอินเทอร์เฟซ - ความต้านทานของฟิล์มต่ำ

3. อิเล็กโทรไลต์อุณหภูมิกว้าง

ที่อุณหภูมิสูง แบตเตอรี่มีแนวโน้มที่จะสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์เองและเกิดอาการไม่พึงประสงค์ระหว่างวัสดุกับอิเล็กโทรไลต์ ที่อุณหภูมิต่ำ อิเล็กโทรไลต์จะเกลือออกและอิมพีแดนซ์เมมเบรน SEI เชิงลบเพิ่มขึ้นสองเท่าอาจเกิดขึ้นได้ อิเล็กโทรไลต์อุณหภูมิกว้างที่เรียกว่าช่วยให้แบตเตอรี่มีสภาพแวดล้อมการทำงานที่กว้างขึ้น รูปต่อไปนี้แสดงการเปรียบเทียบจุดเดือดและคุณสมบัติการแข็งตัวของตัวทำละลายต่างๆ

4. อิเล็กโทรไลต์เพื่อความปลอดภัย

ความปลอดภัยของแบตเตอรี่สะท้อนให้เห็นจากการเผาไหม้และแม้กระทั่งการระเบิด ประการแรก แบตเตอรี่สามารถติดไฟได้ ดังนั้นเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จมากเกินไป คายประจุมากเกินไป ไฟฟ้าลัดวงจร เมื่อหมุดภายนอกถูกบีบ เมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงเกินไป อุบัติเหตุด้านความปลอดภัยอาจเกิดขึ้นได้ ดังนั้นสารหน่วงไฟจึงเป็นแนวทางการวิจัยที่สำคัญของอิเล็กโทรไลต์ที่ปลอดภัย

ฟังก์ชั่นสารหน่วงไฟเกิดขึ้นได้โดยการเติมสารหน่วงไฟในอิเล็กโทรไลต์ทั่วไป โดยทั่วไปจะใช้สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสหรือฮาโลเจน ราคาสมเหตุสมผลและไม่ทำลายประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์ นอกจากนี้ การใช้ของเหลวไอออนิกที่อุณหภูมิห้องเป็นอิเล็กโทรไลต์ยังได้เข้าสู่ขั้นตอนการวิจัย ซึ่งจะช่วยลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ติดไฟได้ในแบตเตอรี่โดยสิ้นเชิง นอกจากนี้ ของเหลวไอออนิกยังมีความดันไอต่ำมาก มีความเสถียรทางความร้อน/เคมีที่ดีและมีคุณสมบัติไม่ติดไฟ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมได้อย่างมาก

5. อิเล็กโทรไลต์รอบยาว

ปัจจุบันการกู้คืนแบตเตอรี่ลิเธียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกู้คืนพลังงาน ยังคงมีปัญหาทางเทคนิคอย่างมาก ดังนั้นการปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่จึงเป็นวิธีหนึ่งในการบรรเทาสถานการณ์นี้

อิเล็กโทรไลต์ระยะยาวมีแนวคิดการวิจัยที่สำคัญสองประการ ประการแรกคือความเสถียรของอิเล็กโทรไลต์ รวมถึงความเสถียรทางความร้อน ความเสถียรทางเคมี และความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า อีกอย่างคือความเสถียรกับวัสดุอื่น ๆ และฟิล์มอิเล็กโทรดมีความเสถียร และไดอะแฟรมไม่มีการเกิดออกซิเดชัน และการสะสมของของเหลวไม่มีการกัดกร่อน