液體和固體鋰電池電解液的區(qū)別
液體和固體鋰電池電解液的區(qū)別
2.固體電解質(zhì)的使用可以抑制枝晶鋰的生長(zhǎng),使金屬鋰直接作為陽(yáng)極材料成為可能。金屬鋰具有很高的可逆容量,理論容量達(dá)到3862mAh·g^-1,是石墨的十幾倍,且成本較低。然而,枝晶鋰的生成是一個(gè)問(wèn)題。固體電解質(zhì)可以作為離子傳導(dǎo)的介質(zhì),防止枝晶鋰的形成,并避免液態(tài)電解質(zhì)的泄漏問(wèn)題。此外,使用固體電解質(zhì)可以使電池更薄、能量密度更高、體積更小,提高電池的能效。固態(tài)鋰離子電池在經(jīng)過(guò)穿刺、加熱至200℃、短路和過(guò)充至600%等破壞性實(shí)驗(yàn)后,表現(xiàn)出極高的安全性能,而液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池可能會(huì)發(fā)生泄漏、爆炸等安全問(wèn)題。
導(dǎo)讀2.固體電解質(zhì)的使用可以抑制枝晶鋰的生長(zhǎng),使金屬鋰直接作為陽(yáng)極材料成為可能。金屬鋰具有很高的可逆容量,理論容量達(dá)到3862mAh·g^-1,是石墨的十幾倍,且成本較低。然而,枝晶鋰的生成是一個(gè)問(wèn)題。固體電解質(zhì)可以作為離子傳導(dǎo)的介質(zhì),防止枝晶鋰的形成,并避免液態(tài)電解質(zhì)的泄漏問(wèn)題。此外,使用固體電解質(zhì)可以使電池更薄、能量密度更高、體積更小,提高電池的能效。固態(tài)鋰離子電池在經(jīng)過(guò)穿刺、加熱至200℃、短路和過(guò)充至600%等破壞性實(shí)驗(yàn)后,表現(xiàn)出極高的安全性能,而液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池可能會(huì)發(fā)生泄漏、爆炸等安全問(wèn)題。
1. 選擇合適的液體電解液對(duì)鋰離子電池的性能有著決定性的影響。理想的電解質(zhì)需要在較高的電位和溫度下保持其化學(xué)穩(wěn)定性,不易分解,并且具有較高的離子導(dǎo)電性。此外,電解質(zhì)應(yīng)對(duì)陰陽(yáng)極材料呈惰性,不與其發(fā)生反應(yīng)。由于鋰離子電池的工作電位較高,陽(yáng)極材料中包含活性鋰,因此必須使用有機(jī)化合物作為電解質(zhì),避免使用水。雖然有機(jī)物的離子導(dǎo)電性較差,但通過(guò)在有機(jī)溶劑中添加可溶解的導(dǎo)電鹽,可以提高其離子導(dǎo)電性。目前,鋰離子電池主要采用液態(tài)電解質(zhì)。2. 固體電解質(zhì)的使用可以抑制枝晶鋰的生長(zhǎng),使金屬鋰直接作為陽(yáng)極材料成為可能。金屬鋰具有很高的可逆容量,理論容量達(dá)到3862mAh·g^-1,是石墨的十幾倍,且成本較低。然而,枝晶鋰的生成是一個(gè)問(wèn)題。固體電解質(zhì)可以作為離子傳導(dǎo)的介質(zhì),防止枝晶鋰的形成,并避免液態(tài)電解質(zhì)的泄漏問(wèn)題。此外,使用固體電解質(zhì)可以使電池更薄、能量密度更高、體積更小,提高電池的能效。固態(tài)鋰離子電池在經(jīng)過(guò)穿刺、加熱至200℃、短路和過(guò)充至600%等破壞性實(shí)驗(yàn)后,表現(xiàn)出極高的安全性能,而液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池可能會(huì)發(fā)生泄漏、爆炸等安全問(wèn)題。3. 固體聚合物電解質(zhì)具有良好的柔韌性、成膜性、穩(wěn)定性和低成本等特點(diǎn),可同時(shí)作為電極間隔膜和離子傳導(dǎo)電解質(zhì)。固體聚合物電解質(zhì)主要分為干態(tài)固體聚合物電解質(zhì)(SPE)和凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)。SPE主要基于聚氧化乙烯(PEO),其缺點(diǎn)是離子導(dǎo)電率較低,在100℃下僅能達(dá)到10^-4至10^-5 S·cm^-1。離子傳導(dǎo)主要發(fā)生在無(wú)定形區(qū),依賴于聚合物鏈的移動(dòng)。為了提高離子導(dǎo)電率,可以通過(guò)降低聚合物的結(jié)晶度、提高鏈的可移動(dòng)性,以及提高導(dǎo)電鹽在聚合物中的溶解度。通過(guò)接枝、嵌段、交聯(lián)、共聚等方法破壞聚合物結(jié)晶性,可以顯著提高離子導(dǎo)電率。此外,加入無(wú)機(jī)復(fù)合鹽也能提高離子導(dǎo)電率。在SPE中加入高介電常數(shù)、低相對(duì)分子質(zhì)量的液態(tài)有機(jī)溶劑(如PC)可以提高導(dǎo)電鹽的溶解度,形成的電解質(zhì)即為GPE凝膠聚合物電解質(zhì)。GPE在室溫下具有較高的離子導(dǎo)電率,但在使用過(guò)程中可能會(huì)因溶劑析出而失效。
液體和固體鋰電池電解液的區(qū)別
2.固體電解質(zhì)的使用可以抑制枝晶鋰的生長(zhǎng),使金屬鋰直接作為陽(yáng)極材料成為可能。金屬鋰具有很高的可逆容量,理論容量達(dá)到3862mAh·g^-1,是石墨的十幾倍,且成本較低。然而,枝晶鋰的生成是一個(gè)問(wèn)題。固體電解質(zhì)可以作為離子傳導(dǎo)的介質(zhì),防止枝晶鋰的形成,并避免液態(tài)電解質(zhì)的泄漏問(wèn)題。此外,使用固體電解質(zhì)可以使電池更薄、能量密度更高、體積更小,提高電池的能效。固態(tài)鋰離子電池在經(jīng)過(guò)穿刺、加熱至200℃、短路和過(guò)充至600%等破壞性實(shí)驗(yàn)后,表現(xiàn)出極高的安全性能,而液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池可能會(huì)發(fā)生泄漏、爆炸等安全問(wèn)題。
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