Sıvı Elektrolit Nedir?
Sıvı elektrolit
(1) Kimyasal bileşim Sıvı elektrolite, elektrolit çözeltisi de denir. Sulu olmayan sıvı elektrolit olarak da bilinen, lityum-iyon pillerde yaygın olarak kullanılan bir organik sıvı elektrolittir. Organik sıvı elektrolit, lityum tuzu, organik çözücü ve katkı maddelerinden oluşur.
① Lityum tuzu: esas olarak iletken iyonlar sağlar. Lityum hekzaflorofosfat, ticari lityum-iyon pillerde en yaygın olarak kullanılan lityum tuzudur. Saf LiPF6 beyaz bir kristaldir, düşük-alkil eterler, nitriller, piridin esterler, ketonlar ve alkoller gibi organik çözücülerde çözünür, ancak alkanlar ve benzen gibi organik çözücülerde az çözünür. LiPF6 elektroliti nispeten yüksek bir iletkenliğe sahiptir; 20 derecede EC+DMC'nin iletkenliği (hacim oranı 1:1) 10×10-²S/cm'ye ulaşabilir. İletkenlik genellikle elektrolit konsantrasyonu 1mol/L'ye yakın olduğunda maksimuma ulaşır. LiPF6 stabil elektrokimyasal performansa sahiptir ve akım toplayıcıyı aşındırmaz. Bununla birlikte, LiPF6'nın termal stabilitesi zayıftır ve suda kolayca ayrışır; bu da hazırlama ve kullanım sırasında çevresel nem içeriğinin sıkı kontrolünü gerektirir.
② Organik çözücüler: Ana işlevleri lityum tuzlarını çözerek lityum tuzu elektrolitinin iletken iyonlar oluşturmasını sağlamaktır.
Yaygın olarak kullanılan çözücüler arasında propilen karbonat, dimetil karbonat ve dietil karbonat bulunur.
Organik çözücüler genellikle yüksek dielektrik sabitleri ve düşük viskoziteleri nedeniyle seçilir. Daha yüksek bir dielektrik sabiti, lityum tuzlarının çözünmesini ve ayrışmasını kolaylaştırır; daha düşük viskozite, daha hızlı iyon göçüne neden olur. Ancak gerçekte yüksek dielektrik sabitine sahip solventlerin viskozitesi yüksektir, düşük viskoziteye sahip solventlerin ise dielektrik sabiti düşüktür. Bu nedenle tek bir solventin tüm bu gereksinimleri aynı anda karşılaması zordur. Lityum-iyon piller, her bir bileşenin eksikliklerini telafi etmek için tipik olarak yüksek dielektrik sabitlerine sahip organik solventlerin ve düşük viskoziteye sahip olanların bir karışımını kullanır. Örneğin, EC karbonatlar, lityum tuzunun ayrışması için faydalı olan yüksek dielektrik sabitlerine sahipken, DMC, DEC ve EMC karbonatlar, lityum iyonlarının göç hızını artırmaya yardımcı olan düşük viskoziteye sahiptir.
③ Katkı maddeleri: Genellikle elektrolitin elektrik ve güvenlik performansının iyileştirilmesinde ve arttırılmasında rol oynarlar. Genel olarak konuşursak, katkı maddelerinin üç ana işlevi vardır: aa Vinilen karbonat (VC), vinil sülfit (ES) ve SO2 ekleyerek SEI membranının performansını artırmak; B. Aşırı şarjı (bifenil ekleyerek) ve aşırı-deşarjı önleyin; C. Alev geciktirici katkı maddeleri, halojenli alev geciktiriciler, fosfor- bazlı alev geciktiriciler ve kompozit alev geciktiricilerin eklenmesi gibi, pilin aşırı ısınma koşullarında yanmasını veya patlamasını önleyebilir; D. Elektrolitteki eser suyu ve HF içeriğini azaltın.
