Ntubilu ya ba électrolytes ya ngolo

 

E nlongo miangolo mina ye nluta miayingi ke mu nlongo mia maza ko. Mu mbandu, bo lenda fiotuna mutindu ba électrode ke bebaka ntangu bo ke charger mpi ke katulaka charge, ebuna yo lenda sala nde bo vanda ve ti kigonsa. Bo ke vandaka mpi ti ngolo ya mbote ya kukangama, yo kele pete na kusadila, mpi kuyela ya .litiumdendrites lenda fioti na ba électrolytes ya polimère ya ngolo ya kukonda solvant-.

Ba batterie ya litium-ion yina ke sadilaka ba électrolytes ya polymère ya ngolo lenda buyisa ba mpasi ya kubwa masa yina ke wakana ti ba électrolytes ya masa.

E polimero ke zampasi ko mu sadila yo lenda kio fimpululwa. Na nsadisa ya plasticité na bo ya ngolo, bo lenda sadila mpi ba polymères sambu na kusala ba batterie ya fioti-filme. Bo lenda sala ba batterie ya kuswaswana na kusadilaka ba électrolytes ya polymère sambu na kulungisa mambu ya kuswaswana yina bo ke lombaka sambu na kusadila yo. Dyaka, ba électrolytes ya polymère kepesaka ngolo ya kuluta mingi na mambu ya kimunganga, ya électrochimie, mpi ya tiya kana beto fwanisa yo ti ba électrolytes ya masa, yo kevandaka ve ti mambu mingi ya kesalamaka na lweka ti ba électrode mpi yo kevandaka ti temperature ya nene ya kisalu. E nsongo mia electrolítos za polymèro milenda lunga-lunga e nsobani za volumen muna electrodes muna ntangwa ya charger ye decharge, ediadi disadisanga mu sikidisa e nsongo mia bateria. Na yina, na manima ya kuteka ba batterie ya liquid-ion, technologie ya ba batterie ya litium-ion yina me simbama na ba électrolytes ya polymères ke yela nswalu mpe ke nunga na kuteka.

Bametode kele mingi ya kutula na ndonga ba électrolytes ya ba polymères, mpi bansiku yango kele ya kuswaswana. Na ntangu yayi, ba électrolytes ya ba polymères ya ngolo ke swaswana mingi na kutadila mutindu ya ba polymères yina ba ke sadilaka, mutindu oxide de polyéthylène (PEO) yina me zabana mingi na nzila ya polyéther-, mpe ba méthacrylate de polyméthyle (PMMA) mpe polyacrylonitrile (PAN). Na kutuba ya mbote, ba électrolytes ya ba polymères fwete lungisa mambu yai sambu na kusadila yo na mutindu ya mbote na ba batterie ya litium-ion.

Na ba système ya ba électrolytes ya ba polymères ya bubu yayi, ba polymères ke monisaka cristallité ya nene na tiya ya kisika yina ba ke zingaka, yina ke tendula samu na yinki conductivité ya ba électrolytes ya ba polimère ya ngolo na tiya ya kisika yina ba ke vandaka kele fioti mingi kuluta yina ya ba électrolytes ya masa. Ba kristale mingi na kati ya ba polymères kele ba sphérulites, na bisika ya amorphe na kati na yau. Bantu mingi ke yindulaka nde nzila ya litium-ion ke salamaka ntete-ntete na bisika yai ya kukonda kifwani.

Na yau, kubakisa mutindu bafaze ya bapolymere kesalamaka kesadisaka sambu na kulonguka mutindu ba-ion ya litium-ketambulaka.

Sambu na ba système ya électrolyte ya polymère binaire, structure ya ba fase ke vandaka mingi-mingi na mitindu zole: bisika ya kristale mpi bisika ya amorphe. Kusalama ya bisika ya kristale kepusamaka na nzila ya kinetika mpi yo kewakanaka mbala mosi ti mambu ya sikisiki ya kuyidika mpi ntangu. Na kutuba ya mbote, sambu na kuvanda ya bisika ya kristale na kati ya ngidika ya bapolymere, mpi luswaswanu ya nene ya bisika yai ti mambu ya kuswaswana, kufwanisa conductivité ya mitindu ya kuswaswana ya ba électrolytes ya bapolymere kele ve mambu ya siansi mingi. Kansi, na nsi ya mambu yankaka, kana kuyela ya bisika ya kristale kele malembe mpi kana kukabwana na kati ya conductivité ionique kele na kati ya kiteso mosi ya bo lenda ndima, kufwanisa conductivité kele mbote. Kikuma yai mbala mingi beto kefwanisaka bamvutu ya kuswaswana.

Sambu kuyela ya ba spherulites na kati ya polymère ke tadilaka ntangu-, conductivité ionique na ba temperature yina kele na nsi ya kisika ya kuyoka ya polymère ke tadilaka mpi ntangu-. Dyaka, ngolo ya litium-ion ya ba électrolytes ya polymère kele na kuwakana ti vitesi ya tiya, vitesi ya madidi, mpi ntangu ya kupema. Mu mbandu, ntangu ya kupema ya nda ke salaka nde kristale ya polymère kuvanda ya mvimba mpi kristale kuvanda mingi, ebuna yo ke salaka nde malembe-malembe conductivité ionique kukulumuka tii na kiteso ya fioti ntangu ntangu ya kupema ke kuma mingi. Mutindu mosi, kana madidi kekuma malembe, yo kesalaka nde yo kuma kristale ya mvimba, mpi ngolo ya ionique yina kewakana ti yo takulumuka mpi malembemalembe tii na kiteso ya fyoti.

longuka mambu mingi

Kana beto baka mbandu ya electrolyte ya polymère solide binaire ya PEO mpi ya LiCIO4, ngidika yai kele ti ngidika ya bafaze mingi. Ntete, LiClO4 na PEO lenda sala bima ya mutindu na mutindu, na kati na yau PEO6-LiCIO4, PEO3{25}}LiCIO4, PEO2-LiCIO4, mpe PEO-LiClO4. Na kati na bau, ntangu O:Li=10:1, PEO6-LiCIO4 lenda sala eutectique na PEO, na kisika ya kuyoka ya 50 degrés . Vana ntandu, vava e tiya tuwokelanga yamu tezo kia 160 za tezo , eutektika yampwena ilenda vangama. Na ntangu ya kuyoka, eutectique ya nene tabasisa mitindu tatu ya kuswaswana ya ba spherulites: mutindu ya ntete kekumaka masa na zulu ya 120 degrés mpi yo kevandaka ti mungwa mingi; mutindu ya zole ke lembaka na kati ya badegre 45 ti 60 , yo ke vandaka ti mungwa fioti mpi yo ke salamaka malembe-malembe; mutindu ya tatu ke vandaka ti kisika ya kuyoka yina kele mwa fioti kuluta polymère yina ke yambaka yo mpi yo ke salamaka nswalu. Bansosa ti bansosa ke monisa nde: mutindu ya ntete ya spherulite kele ziku PEO3-LiCIO4; mutindu ya zole lenda vanda kimvuka ya bima yina ke vukisaka PEO-LiCIO4 mpi PEO3-LiCIO4; mpi mutindu ya tatu ke wakana ti PEO yo mosi. Dyaka, mungwa ya litium yina kele na kati mpi mutindu bo kesadilaka tiya lenda sala nde bima kusoba mutindu bo metunga yo.

Ba électrolytes ya ba polymères kele kimvuka ya bima ya ba polimères yina ke salaka kisalu yina kele na conductivité ionique ya ngolo, yina ke salamaka na nzila ya ba reaction ya complexation na kati ya ba polimères na ba mungwa ya bibende na kusadilaka ba polimères mutindu matrice. Na kutadila matrice ya ba polymère, ba électrolytes ya ba polimère ya bantu yonso ke sadilaka kele ba électrolytes ya ba polimère ya PEO-, ba électrolytes ya ba polimère ya PVDE-, ba électrolytes ya ba polimère ya PMMA-, mpi ba électrolytes ya nkaka. Na kuswaswana ti ba électrolytes inorganiques ya ngolo-, ba électrolytes ya polymères kele pete, ke vandaka ngolo ve mpi ke vandaka ngolo ve. Bonso ba électrolytes inorganiques ya ngolo-, ba électrolytes ya polymères ke nataka kaka ve ba ions na ba batterie ya litium-ions kansi yo ke salaka mpi bonso bima yina ke kabulaka ba batterie. Ba électrolytes ya ba polymères mingi-mingi kele ti mambote yai:

Ba complexes yina me salama na ba mungwa ya litium ya kuswaswana (na kati na yau LBF4, LIPF6, LiCFSO4, mpe LiASF6) na PEO kele na kisina ya mutindu mosi na yina me salama na LiCIO4, disongidila mutindu ya mungwa ya litium kele na bupusi ya mbala mosi ve na mutindu ya complexe yina me salama na PEO. Na sikisiki yonso, LiBF lenda sala bimvuka zole ti PEO: PEO4-LIBF mpi PEO,S-LiBF. Kana ntalu ya O/Li kele na kati ya 16 ti 20, PEO2,5-LIBF4 lenda sala eutectique ti PEO. LPF6 lenda mpe kusala ba nsangu zole na PEO: PEO6-LiPF6 mpe PEO:-LiPF6. Ba complexes zole yina LiASF6 me sala na PEO kele mutindu mosi na yina ya LiPF6, kansi na ba points de fusion ya kuluta mingi. Ba mungwa ya nene ya litium ya anion lenda sala mpi ba complexes ti PEO, kansi kinétique kele malembe mingi. Dyaka, bupusi yango kevandaka mpi ti bupusi na kuyela ya kristale na kiteso mosi buna. Kuluta ngolo ke sadisaka na kuyela ya spherulite, na kukulumusa kisika yina kele ve ti kifwanisu, mpi na mutindu mosi yo ke kulumusaka ngolo ya litium-ion.