ប្រភព៖ អ្នកដឹកនាំថាមពលថ្មី ដោយ
សង្ខេប៖ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ អំបិលលីចូមនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតរបស់ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងពាណិជ្ជកម្មគឺ LiPF6 ជាចម្បង ហើយ LiPF6 បានផ្តល់ប្រសិទ្ធភាពអេឡិចត្រូលីតដ៏ល្អ ប៉ុន្តែ LiPF6 មានស្ថេរភាពកម្ដៅ និងគីមីខ្សោយ ហើយងាយនឹងជ្រាបទឹក។
នាពេលបច្ចុប្បន្នអំបិលលីចូមនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតថ្មលីចូម - អ៊ីយ៉ុងពាណិជ្ជកម្មគឺ LiPF6 ជាចម្បងហើយ LiPF6 បានផ្តល់ឱ្យអេឡិចត្រូលីតនូវដំណើរការគីមីដ៏ល្អ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ LiPF6 មានស្ថេរភាពកម្ដៅ និងគីមីមិនល្អ ហើយមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះទឹក។នៅក្រោមសកម្មភាពនៃបរិមាណតិចតួចនៃ H2O សារធាតុអាស៊ីតដូចជា HF នឹងត្រូវបានរលួយ ហើយបន្ទាប់មកសម្ភារៈវិជ្ជមាននឹងត្រូវបានរលួយ ហើយធាតុលោហៈផ្លាស់ប្តូរនឹងត្រូវបានរំលាយ ហើយផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាននឹងត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដើម្បីបំផ្លាញខ្សែភាពយន្ត SEI ។ , លទ្ធផលបានបង្ហាញថាខ្សែភាពយន្ត SEI បន្តកើនឡើងដែលនាំឱ្យមានការថយចុះជាបន្តបន្ទាប់នៃសមត្ថភាពនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។
ដើម្បីជម្នះបញ្ហាទាំងនេះ មនុស្សបានសង្ឃឹមថាអំបិលលីចូមនៃ imide ជាមួយនឹង H2O ដែលមានស្ថេរភាពជាងមុន និងស្ថេរភាពកម្ដៅ និងគីមីកាន់តែប្រសើរ ដូចជាអំបិលលីចូម ដូចជា LiTFSI លីចូម និង លីហ្វស៊ី ត្រូវបានកំណត់ដោយកត្តាចំណាយ និងសារធាតុអ៊ីយ៉ុងនៃអំបិលលីចូម។ ដូចជា LiTFSI មិនអាចដោះស្រាយបានចំពោះការ corrosion នៃ Al foil ជាដើម។ អំបិល LiTFSI Lithium មិនត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងការអនុវត្តទេ។ថ្មីៗនេះ VARVARA sharova នៃមន្ទីរពិសោធន៍ HIU របស់អាឡឺម៉ង់បានរកឃើញវិធីថ្មីមួយសម្រាប់ការប្រើប្រាស់អំបិល imide lithium ជាសារធាតុបន្ថែមអេឡិចត្រូលីត។
សក្តានុពលទាបនៃអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានក្រាហ្វីតនៅក្នុងថ្ម Li-ion នឹងនាំឱ្យមានការរលួយនៃអេឡិចត្រូលីតនៅលើផ្ទៃរបស់វាបង្កើតជាស្រទាប់ passivation ដែលត្រូវបានគេហៅថា SEI film ។ខ្សែភាពយន្ត SEI អាចការពារអេឡិចត្រូលីតពីការរលួយនៅលើផ្ទៃអវិជ្ជមាន ដូច្នេះស្ថេរភាពនៃខ្សែភាពយន្ត SEI មានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើស្ថេរភាពវដ្តនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ទោះបីជាអំបិលលីចូមដូចជា LiTFSI មិនអាចប្រើជាសារធាតុរំលាយនៃអេឡិចត្រូលីតពាណិជ្ជកម្មបានមួយរយៈក៏ដោយ វាត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាសារធាតុបន្ថែម និងទទួលបានលទ្ធផលល្អណាស់។ការពិសោធន៍ VARVARA sharova បានរកឃើញថាការបន្ថែម 2wt% LiTFSI នៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការវដ្តនៃថ្ម lifepo4/ graphite: 600 វដ្តនៅសីតុណ្ហភាព 20 ℃ ហើយការថយចុះសមត្ថភាពគឺតិចជាង 2% ។នៅក្នុងក្រុមត្រួតពិនិត្យអេឡិចត្រូលីតដែលមានសារធាតុបន្ថែម 2wt% VC ត្រូវបានបន្ថែម។នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នាការថយចុះនៃសមត្ថភាពរបស់ថ្មឈានដល់ប្រហែល 20% ។
ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ឥទ្ធិពលនៃសារធាតុបន្ថែមផ្សេងៗគ្នាលើដំណើរការនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ក្រុមទទេ lp30 (EC: DMC = 1:1) ដោយគ្មានសារធាតុបន្ថែម និងក្រុមពិសោធន៍ជាមួយ VC, LiTFSI, lifsi និង liftfsi ត្រូវបានរៀបចំដោយ varvarvara sharova រៀងៗខ្លួន។ដំណើរការនៃអេឡិចត្រូលីតទាំងនេះត្រូវបានវាយតម្លៃដោយប៊ូតុងពាក់កណ្តាលកោសិកា និងកោសិកាពេញ។
រូបខាងលើបង្ហាញពីខ្សែកោង voltammetric នៃអេឡិចត្រូលីតនៃក្រុមត្រួតពិនិត្យទទេ និងក្រុមពិសោធន៍។ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការកាត់បន្ថយ យើងបានកត់សម្គាល់ឃើញថា កំពូលចរន្តជាក់ស្តែងមួយបានលេចឡើងនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតនៃក្រុមទទេនៅប្រហែល 0.65v ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងការថយចុះនៃសារធាតុរំលាយ EC ។កំពូលបច្ចុប្បន្ន decomposition នៃក្រុមពិសោធន៍ជាមួយនឹងការបន្ថែម VC បានផ្លាស់ប្តូរទៅជាសក្តានុពលខ្ពស់ដែលជាចម្បងដោយសារតែវ៉ុល decomposition នៃ VC additive គឺខ្ពស់ជាង EC, ដូច្នេះ decomposition បានកើតឡើងជាលើកដំបូងដែលបានការពារ EC ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ខ្សែកោង voltammetric នៃអេឡិចត្រូលីតដែលបានបន្ថែមជាមួយ LiTFSI, lifsi និង littfsi សារធាតុបន្ថែមមិនមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងពីក្រុមទទេនោះទេ ដែលបង្ហាញថាសារធាតុបន្ថែម imide មិនអាចកាត់បន្ថយការរលាយនៃសារធាតុរំលាយ EC បានទេ។
រូបខាងលើបង្ហាញពីដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីនៃ graphite anode នៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតផ្សេងៗគ្នា។ពីប្រសិទ្ធភាពនៃការសាកដំបូង និងការឆក់ ប្រសិទ្ធភាព coulomb នៃក្រុមទទេគឺ 93.3%, ប្រសិទ្ធភាពដំបូងនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយ LiTFSI, lifsi និង liftfsi គឺ 93.3%, 93.6% និង 93.8% រៀងគ្នា។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយប្រសិទ្ធភាពដំបូងនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងការបន្ថែម VC គឺត្រឹមតែ 91.5% ដែលជាចម្បងដោយសារតែក្នុងអំឡុងពេលនៃការបញ្ចូលថ្មលីចូមដំបូងនៃក្រាហ្វិច VC រលួយនៅលើផ្ទៃក្រាហ្វិច anode និងប្រើប្រាស់លីចូមកាន់តែច្រើន។
សមាសភាពនៃខ្សែភាពយន្ត SEI នឹងមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើចរន្តអ៊ីយ៉ុង ហើយបន្ទាប់មកប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការអត្រានៃថ្ម Li ion ។នៅក្នុងការធ្វើតេស្តអត្រាការប្រតិបត្តិ គេបានរកឃើញថាអេឡិចត្រូលីតដែលមានសារធាតុបន្ថែម lifsi និង liftfsi មានសមត្ថភាពទាបជាងអេឡិចត្រូលីតផ្សេងទៀតក្នុងការឆក់ចរន្តខ្ពស់។នៅក្នុងការធ្វើតេស្តវដ្ត C/2 ដំណើរការនៃវដ្តនៃអេឡិចត្រូលីតទាំងអស់ជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែម imide មានស្ថេរភាពខ្លាំង ខណៈដែលសមត្ថភាពនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែម VC មានការថយចុះ។
ដើម្បីវាយតម្លៃស្ថេរភាពនៃអេឡិចត្រូលីតក្នុងវដ្តរយៈពេលវែងនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង VARVARA sharova ក៏បានរៀបចំក្រឡាពេញ LiFePO4 / graphite ជាមួយនឹងកោសិកាប៊ូតុង ហើយបានវាយតម្លៃដំណើរការវដ្តនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែមផ្សេងៗគ្នានៅសីតុណ្ហភាព 20 ℃ និង 40 ℃។លទ្ធផលវាយតម្លៃត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងខាងក្រោម។វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីតារាងថាប្រសិទ្ធភាពនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែម LiTFSI គឺខ្ពស់ជាងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែម VC ជាលើកដំបូង ហើយការសម្តែងជិះកង់នៅសីតុណ្ហភាព 20 ℃គឺកាន់តែលើសលប់។អត្រារក្សាសមត្ថភាពនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងការបន្ថែម LiTFSI គឺ 98.1% បន្ទាប់ពី 600 វដ្តខណៈពេលដែលអត្រារក្សាសមត្ថភាពនៃអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងការបន្ថែម VC គឺត្រឹមតែ 79.6% ប៉ុណ្ណោះ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អត្ថប្រយោជន៍នេះបាត់ទៅវិញនៅពេលដែលអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានបង្វិលនៅសីតុណ្ហភាព 40 ℃ ហើយអេឡិចត្រូលីតទាំងអស់មានដំណើរការប្រហាក់ប្រហែលគ្នា។
ពីការវិភាគខាងលើ វាមិនពិបាកក្នុងការមើលឃើញថា ដំណើរការនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលអំបិលលីចូម អ៊ីមអ៊ីត ត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុបន្ថែមអេឡិចត្រូលីត។ដើម្បីសិក្សាពីយន្តការសកម្មភាពនៃសារធាតុបន្ថែមដូចជា LiTFSI នៅក្នុងអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង VARVARA sharova បានវិភាគសមាសភាពនៃខ្សែភាពយន្ត SEI ដែលបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃក្រាហ្វិច anode ក្នុងអេឡិចត្រូលីតផ្សេងៗគ្នាដោយ XPS ។តួលេខខាងក្រោមបង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការវិភាគ XPS នៃខ្សែភាពយន្ត SEI ដែលបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃនៃ graphite anode បន្ទាប់ពីវដ្តទីមួយ និងទី 50 ។វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាមាតិកា LIF នៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត SEI ដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងការបន្ថែម LiTFSI គឺខ្ពស់ជាងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតដែលមានសារធាតុបន្ថែម VC ។ការវិភាគបរិមាណបន្ថែមទៀតនៃសមាសភាពនៃខ្សែភាពយន្ត SEI បង្ហាញថាលំដាប់នៃមាតិកា LIF នៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត SEI គឺ lifsi > liftfsi > LiTFSI > VC > ក្រុមទទេបន្ទាប់ពីវដ្តទី 1 ប៉ុន្តែខ្សែភាពយន្ត SEI គឺមិនប្រែប្រួលបន្ទាប់ពីការគិតថ្លៃលើកដំបូង។បន្ទាប់ពី 50 វដ្ត មាតិកា LIF នៃខ្សែភាពយន្ត SEI នៅក្នុង lifsi និង liftfsi electrolyte ថយចុះ 12% និង 43% រៀងគ្នា ខណៈដែលមាតិកា LIF នៃអេឡិចត្រូលីតបន្ថែមជាមួយ LiTFSI កើនឡើង 9% ។
ជាទូទៅយើងគិតថារចនាសម្ព័ន្ធនៃភ្នាស SEI ត្រូវបានបែងចែកជាពីរស្រទាប់៖ ស្រទាប់អសរីរាង្គខាងក្នុង និងស្រទាប់សរីរាង្គខាងក្រៅ។ស្រទាប់អសរីរាង្គត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងនៃ LIF, Li2CO3 និងសមាសធាតុអសរីរាង្គផ្សេងទៀត ដែលមានដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីប្រសើរជាង និងចរន្តអ៊ីយ៉ុងខ្ពស់ជាង។ស្រទាប់សរីរាង្គខាងក្រៅត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងនៃសារធាតុរលាយអេឡិចត្រូលីត និងផលិតផលវត្ថុធាតុ polymerization ដូចជា roco2li, PEO ជាដើម ដែលមិនមានការការពារខ្លាំងសម្រាប់អេឡិចត្រូលីត ដូច្នេះហើយយើងសង្ឃឹមថាភ្នាស SEI មានសមាសធាតុអសរីរាង្គច្រើនជាង។សារធាតុបន្ថែម imide អាចនាំយកសមាសធាតុ LIF អសរីរាង្គកាន់តែច្រើនទៅកាន់ភ្នាស SEI ដែលធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធនៃភ្នាស SEI មានស្ថេរភាពជាងមុន អាចការពារការរលាយអេឡិចត្រូលីតនៅក្នុងដំណើរការវដ្តនៃថ្ម កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ Li និងធ្វើឱ្យដំណើរការនៃវដ្តរបស់ថ្មប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំង។
ក្នុងនាមជាសារធាតុបន្ថែមអេឡិចត្រូលីត ជាពិសេសសារធាតុបន្ថែម LiTFSI អំបិលលីចូម imide អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការវដ្តនៃថ្ម។នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាខ្សែភាពយន្ត SEI ដែលបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃក្រាហ្វិច anode មាន LIF ស្តើងជាងនិងមានស្ថេរភាពជាងខ្សែភាពយន្ត SEI ដែលកាត់បន្ថយការរលួយនៃអេឡិចត្រូលីតនិងកាត់បន្ថយភាពធន់នៃចំណុចប្រទាក់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពីទិន្នន័យពិសោធន៍បច្ចុប្បន្ន សារធាតុបន្ថែម LiTFSI គឺកាន់តែសមរម្យសម្រាប់ការប្រើប្រាស់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។នៅ 40 ℃ សារធាតុបន្ថែម LiTFSI មិនមានអត្ថប្រយោជន៍ជាក់ស្តែងលើការបន្ថែម VC ទេ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ មេសា-១៥-២០២១