ኣብ ሊትየም ባትሪ ዘሎ ኤሌክትሮላይት እንታይ እዩ?

ኣብ ሊትየም ባትሪ ዘሎ ኤሌክትሮላይት እንታይ እዩ?

ኤሌክትሮላይት .

ኣብ ሊትየም-ኣዮን ባትሪ ዘሎ ኤሌክትሮላይት ኣብ ባትሪ ዝርከብ ተሸካሚ ኣዮናት እዩ። ብሓፈሻ ከምቲ ኣብ ስእሊ 7-4 ንርእዮ ዘለና ብ ሊትየም ጨው፣ ኦርጋኒክ መፍትሒታትን ተወሰኽትን ዝቖመ እዩ። እቲ ኤሌክትሮላይት ኣብ መንጎ ኣወንታዊን ኣሉታውን ኤሌክትሮድስ ናይ ሊትየም-ኣዮን ባትሪ ኣዮናት ኣብ ምክያድ ወሳኒ ተራ ይጻወት፣ እዚ ድማ ከም ልዑል ቮልቴጅን ልዑል ፍሉይ ጸዓትን ዝኣመሰለ ብልጫታቱ የረጋግጽ። ኤሌክትሮላይትስ ብተለምዶ ኣብ ትሕቲ ፍሉይ ኩነታትን ካብ ልዑል-ጽሩይ ኦርጋኒክ መፍትሒታት፣ ሊትየም ጨውን ኣድላዪ ተወሰኽቲን ብዝለዓለ መጠናት ይዳለዉ። ኤሌክትሮድ ንዋት ጽቕጥቕጥ ጸዓት ናይቲ ባትሪ ክውስኑ እንከለዉ፡ እቲ ኤሌክትሮላይት ግን ብመሰረቱ ንዑደት ዕድሚኡ፡ ልዑልን ትሑት ሙቐትን፡ ከምኡ’ውን ድሕነቱ ይውስኖ። መሰረታዊ ውህደት ናይቲ ኤሌክትሮላይት ብተዛማዲ ከምዘይተቐየረ ይተርፍ፤ ምህዞ ብቐንዱ ኣብ ምምዕባል ልብወለዳዊ ጨዋም ሊትየምን ተወሰኽቲ ነገራትን ከምኡ’ውን ኣብ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ዝሳተፉ ኣብ መንጎኣዊ ኬሚካላዊ መስርሓትን ኣገባባትን ዝዓሞቐ ምርዳእ እዩ።

ከምቲ ኣብ ስእሊ 7-5 ንርእዮ ዘለና ብዙሕ ዓይነት ጨዋም ሊትየም ኣሎ፡ እንተኾነ ግን ኣብ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ግን ኣዝዮም ውሑዳት እዮም። ምቹእ ሊትየም ጨው እዞም ዝስዕቡ ባህርያት ክውንኑ ይግባእ፤

1) ትሑት ናይ ማሕበር ዲግሪ፣ ኣብ ኦርጋኒክ መፍትሒታት ብቐሊሉ ዝፈስስ፣ ልዑል ኣዮኒካዊ መተሓላለፊ ናይቲ ኤሌክትሮላይት ዘረጋግፅ።

2) ኣንዮናት ምስ ጸረ-ኦክስጅንን ምጉዳል ተጻዋርነትን፤ ፍርያት ምጉዳል ንመስርሕ ርጉእ፣ ትሑት-መፃወቲ SEI ፊልም የቃልል።

3) ጽቡቕ ኬሚካላዊ ምርግጋእ፣ ምስ ኤሌክትሮድ ንብረት፣ ኤሌክትሮላይት ወይ መፍለዪታት ጎዳኢ ጎናዊ ምላሽ ከየስዕብ።

4) ቀሊል መስርሕ ምድላው፣ ትሑት ወፃኢ፣ non-መርዛምን ብከላ-ነጻ።

LIPF6 ብሰፊሑ ዝጥቀመሉ ሊትየም ጨው እዩ። ውልቃዊ ባህርያቱ ዝያዳ ብሉጽ እኳ እንተዘይኮነ፡ ኣብ ካርቦኔት ዝተሓዋወሰ መፍትሒ ኤሌክትሮላይት ብተዛማዲ ምቹእ ዝኾነ ሓፈሻዊ ኣፈጻጽማ ዘርኢ እዩ። LIPF6 እዞም ዝስዕቡ ቁልፊ ብልጫታት ኣለዉዎ፤

1) ምቹእ ምፍሳስን ልዑል ኣዮኒካዊ መተሓላለፊን ኣብ ዘይ{1}}ኣብ ማይ ዝመልአ መፍትሒታት።

2) ኣብ ልዕሊ ኣሉሚንየም ፎይል ካረንት ኣከብቲ ርጉእ ናይ ምሕላፍ ፊልም ክፈጥር ይኽእል።

3) ኣብ ግራፋይት ኤሌክትሮድ ገጽ ምስ ካርቦኔት መፍትሒታት ርጉእ SEI ፊልም ይፈጥር።

ይኹን እምበር LIPF6 ድኹም ምርግጋእ ሙቐት ዘለዎ ኮይኑ ንናይ ምብስባስ ምላሽ ዝቐንዐ እዩ። ጐድናዊ ፍርያት ነቲ ኣብ ገጽ ኤሌክትሮድ ዘሎ ናይ SEI ፊልም ክጎድእ ይኽእል፣ ነቲ ኣወንታዊ ኤሌክትሮድ ንጡፋት ባእታታት ከፍስስ፣ ኣብ እዋን ዑደት ድማ ናብ ዓቕሚ ምብስባስ ከስዕብ ይኽእል።

LIBF እውን ልሙድ ዝኾነ ናይ ሊትየም ጨው ተወሰኽቲ እዩ። ምስ LIPF6 ክነጻጸር እንከሎ፡ LIBF ዝሰፍሐ ናይ ስራሕ ሙቐት ደረጃ፡ ዝሓሸ ልዑል-ምርግጋእ ሙቐት፡ ከምኡ’ውን ብሉጽ ትሑት-ናይ ሙቐት ኣፈጻጽማ ኣለዎ። LIBF ልዑል መተሓላለፊ፣ ሰፊሕ ኤሌክትሮኬሚካላዊ መስኮትን ጽቡቕ ምርግጋእ ሙቐትን ይውንን። እቲ ዝዓበየ ብልጫኡ ኣብ ፊልምኡ እዩ ዘሎ-ምፍጣር ባህርያቱ፡ ምኽንያቱ ብቐጥታ ኣብ ምቛም SEI ፊልም ክሳተፍ ስለ ዝኽእል።

ብመዋቕራዊ ኣገባብ ሊድፎብ ብፍርቂ-ሞለኪዩላት ናይ ሊቦብን LIBFን ዝቖመ ኮይኑ፡ ብልጫታት ጽቡቕ ፊልም-ናይ ሊቦብ ናይ ምፍጣር ባህርያትን ጽቡቕ ትሑት-ዝለዓለ ትሑት ኣፈጻጽማ LIBF4ን ዘወሃህድ እዩ። ምስ LIBOB ክነጻጸር እንከሎ፡ LIDFOB ኣብ መስመራዊ ካርቦኔት መፍትሒታትን ዝለዓለ ኤሌክትሮላይት መተሓላለፊን ዝለዓለ ምፍሳስ ኣለዎ። ልዑል-ሙቐቱን ትሑትን-ናይ ሙቐት ብቕዓት ካብ LIPF4 ዝሓሸ እዩ፣ ምስ ናይ ባትሪ ካቶድ ድማ ጽቡቕ ምትእስሳር ኣለዎ፣ ኣብ ልዕሊ ኣሉሚንየም ፎይል ገጽ ​​ናይ ምሕላፍ ፊልም ይፈጥርን ኤሌክትሮላይት ኦክሳይድ ይዓግትን።

እቶም ኣብ LitFSI መዋቕር ዘለዉ CF2So2 ጉጅለታት ሓያል ኤሌክትሮን-withdrawing effect ኣለዎም፣ እዚ ድማ ንናይ ኣሉታዊ ቻርጅ ዲሎካላይዜሽን ናይ ኣዮን ምትእስሳር ምጽምባር የጋድድ፣ ውጽኢቱ ድማ ልዑል ምፍሳስ ናይቲ ጨው የስዕብ። ካብዚ ብተወሳኺ LITFSI ልዑል ናይ ኤሌክትሪክ መተሓላለፊ፣ ልዑል ሙቐት ምብስባስ ሙቐት ዘለዎ፣ ብቐሊሉ ብሃይድሮላይዝድ ድማ የብሉን፤ ይኹን እምበር ልዕሊ 3.7V ቮልቴጅ ብኸቢድ ክበላሾ እዩ።

ኣብ ሞለኪዩል LIFSI ዝርከቡ ፍሎሪን ኣቶማት ሓያል ኤሌክትሮን-WithDrawing ባህርያት ኣለዎም፣ እዚ ድማ ነቲ ኣብ N ዘሎ ኣሉታዊ ቻርጅ ዲሎካላይዝ ይገብር፣ ውጽኢቱ ድማ ድኹም ኣዮን ምትእስሳርን ቀሊል ምፍንጫል LI+ን የስዕብ፣ በዚ ድማ ናብ ልዑል መተሓላለፊ ይመርሕ።

LIPO2F2 ጽቡቕ ትሑት ዘርእይ-ናይ ሙቐት ኣፈጻጽማን ንልዑል-ዝለዓለ ኣፈጻጽማ ናይቲ ኤሌክትሮላይት እውን የመሓይሽ። ከም ተወሰኽቲ፡ ኣብቲ ኣሉታዊ ኤሌክትሮድ ገጽ ብLixpoyFZን LIFን ዝሃብተመ SEI ፊልም ክፈጥር ይኽእል፡ እዚ ድማ ንባትሪ ኢንተርፋሻል ኢምፐዳንስ ንምንካይን ንብቕዓት ዑደት ባትሪ ንምምሕያሽን ይሕግዝ። ይኹን እምበር LIPO2F2 ብትሑት ምፍሳስ እውን ይሳቐ።

እቲ ቀንዲ ኣካል ናይቲ .ፈሳሲ ኤሌክትሮላይት .እቲ ኦርጋኒክ መፍትሒ እዩ፣ እዚ ድማ ሊትየም ጨው ይፈስስን ንሊትየም ኣዮናት ተሸካሚ ዝህብን እዩ። ንሊትየም ዝኸውን ምቹእ ኦርጋኒክ መፍትሒ-ኣዮን ባትሪ ኤሌክትሮላይት ነዞም ዝስዕቡ ኩነታት ንምምላእ የድልዮ፤

1) ልዑል ዳይኤሌክትሪክ ቀዋሚን ድልዱል ናይ ምፍሳስ ዓቕምን ን ሊትየም ጨው።

2) ትሑት ነጥቢ ምቕላጥን ልዑል ነጥብ ፍልሖን፣ ኣብ ሰፊሕ ደረጃ ሙቐት ፈሳሲ ኩነታት ብምዕቃብ።

3) ትሑት ምልክዕነት፣ ሊትየም lithium-In መጓዓዝያ ምምችቻው።

4) ጽቡቕ ኬሚካላዊ ምርግጋእ፣ ነቲ ኣወንታዊን ኣሉታውን ኤሌክትሮድ ኣቃውማ ኣይጎድእን ወይ ነቲ ኣወንታዊን ኣሉታውን ኤሌክትሮድ ንብረት ኣይፈስስን እዩ።

5) ልዑል ፍላሽ ፖይንት፣ ፅቡቕ ድሕንነት፣ ትሑት ወፃኢ፣ ዘይ{1}}መርዛማትን ዘይ{2}}ምብዓትን።

ኣብ ሊትየም ዝውዕሉ ልሙዳት ኦርጋኒክ መፍትሒታት-ኣዮን ባትሪ ኤሌክትሮላይት ብቐንዱ ኣብ ካርቦኔት መፍትሒታትን ኦርጋኒክ ኤተር መፍትሒታትን ይምቀሉ፣ ከምቲ ኣብ ስእሊ 7-6 ተገሊጹ ዘሎ። ልዑል-ኣፈጻጽማ ሊትየም-ኣዮን ባትሪ ኤሌክትሮላይት ንምርካብ፡ ክልተ ወይ ልዕሊኡ ኦርጋኒክ መፍትሒታት ዝሓዘ ዝተሓዋወሰ መፍትሒ መብዛሕትኡ ግዜ ይጥቀሙ፡ እዚ ድማ ነንሕድሕዶም ክምልኡን ዝሓሸ ሓፈሻዊ ኣፈጻጽማ ንኽረኽቡን የኽእሎም። ናይ ሓባር ካርቦኔት መፍትሒታት ኣካላዊ ባህርያት ኣብ ሰሌዳ 7-1 ተገሊፁ ኣሎ።

ሰንጠረዥ 7-1 ፊዚካዊ ባህርያት ናይ ሓባር ካርቦኔት መፍትሒታት

ኦርጋኒክ ኤተር መፍትሒታት ብቐንዱ ከም 1,2{4}}ዳይሜቶክሲፕሮፓን (DMP)፣ ዳይሜቶክሲሜቴን (DMM)፣ ከምኡ እውን ኤቲሊን ግላይኮል ዳይሜቲል ኢተር (DME)፣ ከምኡውን ዑደታዊ ኤተርስ ከም ቴትራሃይድሮፉራን (THF)ን 2{6}}ሜቲልቴትራሃይድራውን (2-me-thf) ዝኣመሰሉ ሰንሰለታዊ ኤተር የጠቓልሉ። ንሰንሰለት ኤተር መፍትሒታት፡ እቲ ካርቦን ሰንሰለት ብዝነውሐ መጠን፡ እቲ ኬሚካላዊ ምርግጋእ ዝሓሸ ይኸውን፡ ግን እቲ ምልክዕነት ዝለዓለን መጠን ስደት ሊትየም-ኣዮን ዝወሓደን እዩ። ኤቲሊን ግላይኮል ዳይሜቲል ኤተር ብተዛማዲ ርጉእ ቸሌት (lipf6·DME) ምስ ሊትየም ሄክሳፍሎሮፎፎስፌት ክፈጥር ይኽእል፣ ንሊትየም ጨው ሓያል ናይ ምፍሳስ ሓይሊ ዘርኢን ውጽኢቱ ድማ ልዑል ኤሌክትሮላይት መተሓላለፊ ከስዕብን ይኽእል። ይኹን እምበር DME ድኹም ኬሚካላዊ ምርግጋእ ስለዘለዎ ኣብ ልዕሊ እቲ ኣሉታዊ ኤሌክትሮድ ንብረት ርጉእ ናይ ፓስቪሽን ፊልም ክፈጥር ኣይክእልን።

ካርቦኔት መፍትሒታት ከም ፕሮፒሊን ካርቦኔት (PC)ን ኤቲሊን ካርቦኔት (EC)፣ ከምኡ እውን ሰንሰለት ካርቦኔት ከም ዳይሜቲል ካርቦኔት (DMC)፣ ዳይቲል ካርቦኔት (dec)፣ ከምኡውን ሜቲል ኤቲል ካርቦኔት (EMC) ዝኣመሰሉ ዑደታዊ ካርቦኔትስ ይርከብዎም። ዑደታዊ ካርቦኔት ልዑል ዳይኤሌክትሪክ ቀዋሚ ስለ ዘለዎም ሊትየም ጨው ዝያዳ ፍሉሕ ይገብሮም፣ እንተኾነ ግን ልዑል ምልክዕነት እውን ኣለዎም፣ እዚ ድማ ትሑት ሊትየም-ኣዮን ስደት ፍጥነት የስዕብ። ሰንሰለት ካርቦኔት ትሑት ዳይኤሌክትሪክ ቀዋሚን ድኹምን ሊትየም ጨው ምፍሳስ ኣለዎም፣ ግን ትሑት ምልክዕነትን ጽቡቕ ዋሕዚን፣ ሊትየም-ኣዮን ስደት ዘመቻችእ እዩ።

ዓይነታት ሃልሃልታ-ንሊትየም-ኣዮን ኤሌክትሮላይት ዝኾኑ ዓይነታት ሃልሃልታ ኣብ ስእሊ 7-7 ተገሊጾም ኣለዉ። ብውሑድ መጠን ዝጥቀሙ ተወሰኽቲታት፡ ርኡይ ውጽኢት ዘለዎምን ንኣፈጻጽማ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ንምምሕያሽ ቁጠባውን ግብራውን ኣገባብ እዮም። ንእሽቶ መጠን ተወሰኽቲ ኣብ ኤሌክትሮላይት ሊትየም-ion ባትሪታት ብምውሳኽ፡ ገለ ናይ ባትሪ ኣፈጻጽማ ባህርያት ብፍሉይ ክመሓየሹ ይኽእሉ፡ ከም ንድሕሪት ዝምለስ ዓቕሚ፡ ኤሌክትሮድ/ኤሌክትሮላይት ምትእስሳር፡ ኣፈጻጽማ ዑደት፡ ኣፈጻጽማ ደረጃ፡ ከምኡ’ውን ናይ ድሕነት ኣፈጻጽማ፡ ኣብ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ወሳኒ ተራ ምጽዋት። ምቹእ ሊትየም-ኣዮን ባትሪ ኤሌክትሮላይት ተወሰኽቲ እዞም ዝስዕቡ ኣርባዕተ ባህርያት ክውንኑ ይግባእ፤

1) ልዑል ምፍሳስ ኣብ ኦርጋኒክ መፍትሒታት።

2) ንእሽቶ መጠን ሓደ ወይ ልዕሊኡ ናይ ኣፈፃፅማ ባህርያት ብዓቢኡ ከማሓይሽ ይኽእል።

3) ምስ ካልኦት ንኣፈፃፅማ ባትሪ ዝጸልዉ ናይ ባትሪ ኣካላት ዝጎድእ ጎናዊ ጎናዊ ምላሽ የለን።

4) ትሑት ዋጋ፣ non{1}}መርዛም ወይ ትሑት መርዛምነት።

ኣብ ተግባሮም ብምብጋስ፡ ተወሰኽቲ ኣብ መተሓላለፍቲ ተወሰኽቲ፡ ልዕሊ ዓቐን ክፍሊት መከላኸሊ ተወሳኺ፡ ሃልሃልታ ረታርድድ ተወሰኽቲ፡ SEI ፊልም-Forming additives፡ ካቶድ ንብረት መከላኸሊ፡ LIPF6 Stabilizers፡ ከምኡ’ውን ካልእ ተግባራዊ ተወሰኽቲ ክምደቡ ይኽእሉ።

መተሓላለፊ ተወሰኽቲ ን ሊትየም ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ምስ ኤሌክትሮላይት ኣዮናት ብምትሕብባር፣ ምፍሳስ ሊትየም ጨው ብምድፋእ፣ ከምኡ እውን ኤሌክትሮላይት መተሓላለፊ ብምውሳኽ ንብቕዓት ፍጥነት የመሓይሹ። ኮንዳክቲቭ ተወሰኽቲ ብመንገዲ ምውህሃድ ምላሽ ስለ ዝሰርሑ፡ ሊጋንድ ተወሰኽቲ’ውን ይበሃሉ፡ ኣብ ኣኒዮኒክ ሊጋንድስ፡ ካቲዮኒክ ሊጋንድስን ገለልተኛ ሊጋንድስን ኣብቲ ዝራኸብ ኣዮን ተመርኲሶም ይምደቡ።

ልዕሊ ዓቐን ክፍሊት መከላኸሊ ተወሰኽቲ ልዕሊ ዓቐን ክፍሊት ምክልኻል ወይ ልዕሊ ዓቐን ክፍሊት ምጽዋር የዕብዩ። ብተግባር ኣብ ሬዶክስ ተወሰኽትን ሞኖመር ተወሰኽትን ይምደቡ። ኣብዚ እዋን እዚ ሬዶክስ ተወሰኽቲ ብቐንዱ ኣኒሶል ሲሪስ ኮይኖም ልዑል ሬዶክስ ዓቕሚን ጽቡቕ ምፍሳስን ዘለዎም እዮም። ሞኖመር ተወሰኽቲ ኣብ ትሕቲ ልዑል ቮልቴጅ ፖሊመርይዘሽን ምላሽ ይገብሩ፣ ጋዛት ይለቅቕ፣ እቲ ፖሊመር ድማ ነቲ ካቶድ ንብረት ገጽ ይለብስ፣ ቻርጅ ይቋረጽ። ሞኖመር ተወሰኽቲ ብቐንዱ ከም ዛይሊንን ፊኒልሳይክሎሄክኖን ዝኣመሰሉ ሽታ ዘለዎም ውህደታት የጠቓልሉ።

ሃልሃልታ ረታርድ ተወሰኽቲ ነቲ ናይ ኤሌክትሮላይት ናይ ምብራህ ነጥቢ ብምልዓል ወይ ድማ ነቲ ምንዳድ ዝዓግት ነጻ ራዲካል ሰንሰለታዊ ምላሽ ብምቁራጽ ይሰርሑ። ዓይኖም ኣብ ስእሊ 7-8 ተገሊጾም ኣለዉ። ምውሳኽ ሃልሃልታ ምውሳኽ ሓደ ካብቲ ኣገዳሲ መገድታት ንመንደቕ ናይቲ ኤሌክትሮላይት ንምንካይ፣ ናይ ስራሕ ሙቐት ደረጃ ናይ ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ንምስፋሕን ንብቕዓቶም ንምምሕያሽን እዩ። ናይ ሃልሃልታ መወሰኽታታት መካኒዝም መካኒዝም ብቐንዱ ክልተ ዕጽፊ እዩ፤

1) ኣብ መንጎ ምዕራፍ ጋዝን እቲ ዝተሓጽረ ምዕራፍን መከላኸሊ ንጣር ብምፍጣር ኣብ ክልቲኡ ምዕራፍ ዝተሓጽረን ጋዝን ምንዳድ ይኽልክሉ።

2) ኣብ መስርሕ ምላሽ ምንዳድ ነጻ ራዲካላት ይሕዙ፣ እዚ ድማ ነቲ ኣብ መንጎ ምዕራፋት ጋዝ ንዝፍጠር ምላሽ ምንዳድ ዝዓግት ነጻ ራዲካላዊ ሰንሰለታዊ ምላሽ የቋርጾ።