Electrolyte ya organic ke eng?

Electrolyte ya organic ke tharollo ya go swara moo metswako ya organic e šomago bjalo ka solvent ya matswai a go hlatswa. Di-electrolyte tše di kgontšha go sepetša di-ion magareng ga di-electrode ka gare ga dibetri ka go diriša khapone-disolvent tše di theilwego go swana le ethylene carbonate goba dimethyl carbonate, go e na le meetse goba didirišwa tše di sa phelego.

Karolo ya di-electrolyte tša organic ka gare ga dibetri tša lithiamo .

Ge e ba o kile wa ipotšiša .Whats a betri ya lithium .E dirilwe ka, electrolyte e dula pelong ya mošomo wa yona. Lithium-Dibetri tša ion di ithekgile ka di-electrolyte tša organic go ya go di-ion tša lithiamo tša go sepetša magareng ga cathode le anode nakong ya medikologo ya tefo le ya go ntšha. Ka ntle le seela se sa seela, betri e be e fo ba e ka se šome.

Sebopego se se tlwaelegilego se akaretša letswai la lithiamo-gantši kudu lithium hexafluorophosphate (LIPF1)-e hlapolotšwe ka gare ga motswako wa disolvent tša organic. Se se hlola tharollo yeo e nago le go swara ga ionic mo go phagamego mo go dumelelago di-ion tša lithiamo tšeo di nago le tefo e botse go sepela ka bolokologi mola go thibela go elela ga dielektherone, e lego seo se bego se tla baka dipotologo tše kopana.

Lithium ya kgwebo-dibetri tša ion di šomiša di-electrolyte tša organic go e na le tša meetse (meetse-e theilwego) ka lebaka la motheo: disolvent tša organic di dula di tsepame ka gagamalo ye e fetago 4.5 volts, mola meetse a bola ka godimo ga 1.23 volts ka themperetšha ya phapoši. Ena gagamalo molemo fetolela ka ho toba ka phahameng matla segokanyipalo dibetri.

Disolvent tše di tlwaelegilego tša organic ka gare ga di-electrolyte tša betri .

Sebopego sa di-electrolyte tša organic se fapana go ya ka dinyakwa tša tirišo, eupša disolvent tše mmalwa di buša:

Dikhaponete tša modikologo: .

Ethylene carbonate (EC) e fana ka dielectric tše di phagamego tše di sa fetogego le go tologa ga letswai mo go botse kudu, le ge e le gore e tiile ka themperetšha ya phapoši .

Propylene carbonate (PC) e dula e le seela eupša e ka hlola graphite exfoliation ka gare ga didirišwa tše dingwe tša anode .

Vinylene carbonate (VC) gantši e tšwelela bjalo ka tlaleletšo go kaonafatša go tsepama ga eleketorode .

Dikhaponete tša mothalo: .

Dimethyl carbonate (DMC) e fana ka viscosity e tlase bakeng sa lipalangoang tse molemo ion .

Diethyl carbonate (DEC) e leka-lekanya go swara le polokego .

Ethyl methyl carbonate (EMC) e kopanya dithoto tša bobedi DMC le DEC .

Bontši bja ditlhamo tša kgwebo di kopanya dikhaponete tša modikologo le tša mothalo. Motswako wa maemo o ka ba le 30% ya EC ka 70% ya DEC, go hlola seela ka bobedi go swara ga godimo le go kgotlelela ga maleba. Mmaraka wa Global Lithium-ion wa betri electrolyte solvent o fihlile go $ 10.55 bilione ka 2024 gomme go akanyetšwa gore e tla gola go fihla go $ 28.12 bilione ka 2034, e bontšha bohlokwa bjo bogolo bja didirišwa tše.

Ether-disolvent tše di theilwego:

1,2-dimethoxyethane (DME) e fana ka botsitso le lithium tšepe anodes .

Tetrahydrofuran (THF) e fana ka viscosity e tlase .

1,3-dioxolane e kaonafatša bokgoni bja go sepela ka dipaesekele .

Banyakišiši gape ba nyakišiša diela tša ionic e le mekgwa e mengwe e šireletšegilego. Matswai a a qhibidišitšwego a dula e le seela ka themperetšha ya phapoši gomme a nea kgateletšo ya mouwane yeo e nyakilego e le lefela, e lego seo se dirago gore e se be yeo e sa tukago. Le ge go le bjalo, viscosity ya bona ya godimo e fokotša conductivity ya ionic ge e bapetšwa le disolvent tša organic tše di tlwaelegilego.

Kamoo di-electrolyte tša organic di kgontšhago mošomo wa betri .

Mokgwa wa go šoma o otlologile eupša o a kgahliša. Nakong ya go tšhollwa, di-ion tša lithiamo ka anode di lokollwa ka gare ga electrolyte gomme di hudugela go cathode. Dielektherone, di sa kgone go feta ka electrolyte, di sepela ka potologo ya ka ntle-Phallo ye ya dielektherone ke mohlagase wo o fago didirišwa maatla.

Electrolyte e swanetše go kgotsofatša dinyakwa tše mmalwa tšeo di phadišanago. E hloka viscosity ya tlase bakeng sa motsamao wa ion ka lebelo, dielectric tše di phagamego tše di sa fetogego go aroganya letswai la lithiamo, lefasetere la go tsepama ga electrochemical ka bophara go thibela go bola, le go tsepama ga dikhemikhale ka di-electrode ka bobedi. Go hwetša didirišwa tšeo di leka-lekanyago dithoto tše ka moka go sa dutše go le tlhohlo.

Tiragalo e tee ya bohlokwa e direga ka bokagodimo bja eleketorode: go bopega ga electrolyte ye e tiilego interphase (SEI). Ge betri e thoma go lefiša, electrolyte e bola ka karolo godimo ga anode, e hlola legato le lesesane la tšhireletšo. Sei ye e dumelela di-ion tša lithium go feta mola e thibela dielektherone le go thibela go bola gape ga electrolyte. Boleng le botsitso ba lera lena haholo ama bophelo ba betri le polokeho.

Di-electrolyte tša organic vs. tša meetse .

Kgetho magareng ga di- electrolyte tša tlhago le tša meetse e akaretša diphetogo tša motheo. Ditshepedišo tša meetse di fa go swara ga ionic mo go phagamego-dimolekule tša meetse di sepela ka bokgoni go feta disolvent tša organic. Gape di bolokegile, di theko e tlase e bile go bonolo go di swara ka ge meetse a se a tuka e bile a na le mpholo.

Eupša lefasetere leo la 1.23-volt botsitso bo bolaya ditshepedišo tša meetse bakeng sa bontši bja dikgopelo. Dibetri tša lithium-ion di šoma magareng ga 3.7 le 4.2 volts, di feta kudu seo meetse a ka se kgotlelelago. Banyakišiši ba bangwe ba kgoromeleditše ditshepedišo tša meetse go di-volt tše 2.0-2.5 ba diriša ditharollo tša letswai tšeo di tsepamego kudu, eupša se se dira sehlabelo ka mohola wa ditshenyagalelo le go tsebagatša mathata a mafsa.

Di-electrolyte tša organic di buša mmaraka e sego ka gobane di phethagetše, eupša ka gobane ke kgetho e kaone yeo e lego gona bakeng sa dikgopelo tša godimo tša godimo-gagamalo. Mohola wa go ba le maatla o bohlokwa kudu-ke phapano magareng ga koloi ya mohlagase yeo e nago le tekanyo ya dikhilomithara tše 100 go bapetšwa le tekanyo ya 300-mile.

Ditlhohlo le ditharollo tša polokego .

Bofokodi bjo bogolo bja di-electrolyte tša organic ke go tuka. Disolvent tša khaponete di gotetša gabonolo, gomme mello ya betri ya ion-ion e tšweletša phišo ye kgolo. Runaway ya mogote-moo phišo ya ka gare e akgofišago dikarabelo tša dikhemikhale tšeo di tšweletšago phišo ye ntši-e ka lebiša go mello goba go thuthupa.

Maano a mmalwa a rarolla kotsi ye:

Flame-Ditlaleletšo tša go šitiša:Go oketša metswako ya go swana le trimethyl phosphate goba disolvent tša fluorinated go fokotša go tuka. Dinyakišišo tšeo di phatlaladitšwego ka 2020 di bontšhitše EC-di-electrolyte tšeo di sa tukago tšeo di theilwego go diriša methyl(2,2,2-trifluoroethyl)carbonate. Disele tšeo di dirišago tlhamo ye di ile tša kitima bakeng sa medikologo e 100 ka maemo a 4.5V a go kgaolwa ga tefo ao ka tlwaelo a bego a tla dira gore di-electrolyte tše di tlwaelegilego di senyege.

Solid-boemo ba electrolytes:Go tšea legato la di-electrolyte tša seela ka didirišwa tše di tiilego (di-polymer goba di- ceramic) go fediša go tuka ga mollo ka mo go feletšego. Lega go le bjalo, di- electrolyte tše di tiilego di lebane le ditlhohlo: go swara ga ionic ka tlase ka themperetšha ya phapoši, go kgomagana gabotse le di- electrode le go robega. Theknolotši e bontšha tshepišo eupša ga se ya hlwa e swana le tshepedišo ya ditshepedišo tša seela.

High-di-electrolyte tša go tsepama: .Go šomiša ditekanyetšo tša letswai la molar tše 3-5 go e na le molar ya maemo a 1 go fetoša sebopego sa electrolyte. Ka ditshepedišong tše di tsepamego kudu, dimolekule tše mmalwa tša solvent di dula di sa tlemilwe, go fokotša go tuka le go kaonafatša go tsepama. LIFSI (lithium bis(fluorosulfonyl)imide) ka dipeakanyo tše bjalo e bontšhitše polokego ye e kaonafetšego mola e hlokomela tshepedišo ye botse.

Diphetogo tša mmaraka le kgolo .

Mmaraka wa electrolyte o itemogela katološo ya ka pela. Mmaraka wa Lithium Battery Electrolyte o eme go $5.8 pilione ka 2025 gomme go akanyetšwa gore go fihla go $18.3 pilione ka 2035, o bontšha seelo sa kgolo ya ngwaga le ngwaga sa motswako sa 12.2%. Kgolo ye e tšwa kudu go go amogelwa ga dikoloi tša mohlagase le keriti-go tsenywa tirišong ga polokelo ya enetši ya tekanyo.

Asia Pacific e laola tšweletšo le tšhomišo, e tšea karolo ya go ka ba 35% ya mmaraka wa lefase ka bophara. China, ka mo go kgethegilego, e agile bokgoni bjo bogolo bja go dira di-electrolyte go thekga intasteri ya yona ya dibetri tša ka nageng. Dikhamphani tša go swana le Theknolotši ya Didirišwa tša Guangzhou Tinci le Theknolotši ya Shenzhen Capchem di eta pele kabo ya lefase ka bophara.

Karolo ya dikoloi e otlela nyakego-dikoloi tša mohlagase bjale di ja dibetri tše dintši go feta didirišwa tša elektroniki tša bareki, e lego go bušetšwa morago go tšwa gaešita le nywageng e mehlano e fetilego. Ever EV betri pakete e na le dilitara tse mmalwa tsa electrolyte, le Global EV thekiso feta 14 milione diyuniti ka 2023. Ena automotive tsepamisa maikutlo kgorometsa dipatlisiso ho ya electrolytes optimized bakeng sa nako e telele potoloho bophelo le bophara thempereichara tshebetso ho ena le palo e kahodimodimo matla segokanyipalo.

Ditshekamelo tše di tšwelelago tlhabollong ya electrolyte .

Ditlhahlo tša morago bjale tša nyakišišo di bontšha moo tšhemo e lebilego gona. Lefelo le tee leo le holofetšago ke di-electrolyte tša godimo tša maemo a godimo-go tsepama (LHCEs). Ditshepedišo tše di šomiša palo ye nnyane ya solvent ya go tura ya fluorinated go hlola tikologo ya selegae ye e tsepamego kudu go dikologa letswai la lithiamo, ke moka e hlapološe se ka cosolvent ya theko ya fase, ye e sa šomego. Sephetho se kopanya mehola ya ditshepedišo tša godimo{4}}tše di nago le ditshenyagalelo tše di kwagalago kudu le viscosity.

Tshekamelo e nngwe e akaretša go rulaganya legato la SEI ka ditlaleletšo tša electrolyte. Dipalo tše nnyane (1-5%) tša metswako ye e itšego di ka tutuetša kudu seo dibopego ka godimo ga eleketorode. Vinylene carbonate, ka mohlala, kgetho bola ho bopa filimi e tsitsitseng haholoanyane Sei. Banyakišiši ba dilaboratori tše di etilego pele tša dibetri bjale ba hlahloba ditlaleletšo tše makgolo tšeo di ka bago gona ba diriša khemikhale ya go diriša dikhomphuthara pele ba kopanya bonkgetheng bao ba holofetšago kudu.

Ka moka-dibetri tša mmušo tše di tiilego-tše di emelago go tloga mo go tseneletšego kudu go tšwa theknolotšing ya bjale. Toyota, Samsung le Quantumscape di gare ga dikhamphani tšeo di beeletšago kudu ka di- electrolyte tše di tiilego. Ge e ba ba atlega, ditshepedišo tše di ka fa di-density tša enetši 50% godimo go feta dibetri tša bjale tša lithiamo-ion mola di fediša kotsi ya mollo. Le ge go le bjalo, ditlhohlo tša sethekniki go dikologa go tsepama ga segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo le tšweletšo ka tekanyo di dula di sa rarollwa.

Di-electrolyte tša dibetri tša ion tša sodium-.

Katlego ya Lithium e na le banyakišiši bao ba dirišago mekgwa e swanago ya go dira dibetri tša sodium-ion. Sodium e na le bontši kudu e bile e theko e tlase go feta lithiamo, e dira gore sodium-ditshepedišo tša ion e be tše di kgahlišago bakeng sa polokelo ya go se šišinyege moo boima bja mmele bo lego bohlokwa kudu. Ditaba tše dibotse: di- electrolyte tše dintši tša organic tšeo di hlamilwego bakeng sa ditshepedišo tša lithium di šoma ka mo go lekanego ka sodium.

Ditlhohlo di fapana ganyenyane. Di-ion tša sodium di kgolo go feta di-ion tša lithiamo, di ama dithoto tša dinamelwa le go bopega ga SEI. Di- electrolyte di nyaka go lokišwa bakeng sa go amogela diphapano tše. Ester-disolvent tše di theilwego (go swana le ethyl acetate goba methyl propionate) ka nako ye nngwe di šoma gabotse ka sodium go feta tšeo di theilwego go khaponete-tše di theilwego.

Sodium ya kgwebo-dibetri tša ion go tšwa go dikhamphani tša go swana le Cal bjale di šomiša di-electrolyte tša organic tše di swanago le ditshepedišo tša ion tša lithiamo-, ka tlwaelo sodium hexafluorophosphate (NAPF2) ka gare ga metswako ya khaponete. Theknolotši ga se ya swana le lithiamo-tiragatšo ya ion go fihla ga bjale, eupša bakeng sa dikgopelo tša go swana le polokelo ya letšatši ya bodulo, "e botse ka mo go lekanego" ka theko ya fase e ka ba "go kaone."

Tiragatšo ya themperetšha .

Di-electrolyte tša organic di katana ka go feteletša themperetšha. Ka tlase -20℃, viscosity e a oketšega gomme dinamelwa tša lithium-ion di fokotšega kudu. Above 60℃, dikarabelo tša go bola di akgofiša gomme bophelo bja betri bo a tlaišega.

Ether-di-electrolyte tše di theilwego ka kakaretšo di swara go tonya gakaone go feta tšeo di theilwego go khaponete-tše di theilwego, le ge di dira sehlabelo ka go tsepama mo gongwe ga gagamalo. Dinyakišišo tšeo di phatlaladitšwego ka 2024 di bontšhitše sodium-dibetri tša tšhipi tšeo di šomago ka -40℃di šomiša di-electrolyte tša ether tšeo di hlamilwego ka kelohloko. Senotlelo se be se akaretša go lekalekanya sebopego sa solvation-kamoo dimolekule tša solvent di rulaganyago go dikologa di-ion-go boloka go sepela ga ion le ge go tonya.

Bakeng sa dikgopelo tša themperetšha ya godimo{0}}dithempheretšha, di-ether tša fluorinated le di-phosphate di fa botsitso bjo bokaone go feta dikhaponete tša maemo. Ditirišo tša sešole le tša sefofane ka dinako tše dingwe di lokafatša ditshenyagalelo tše di phagamego tša di- electrolyte tše tše di kgethegilego.

Ka ntle ga lithium-ion: di-electrolyte tša organic ka ditshepedišong tše dingwe .

Di-electrolyte tša organic di tšwelela ka gare ga dikhemikhale tša betri ka ntle ga lithiamo-ion. Lithium-dibetri tša sulfur, tšeo ka teori di fago segokanyipalo sa maatla se se phagamego kudu, di nyaka di-electrolyte tšeo di thibelago go phatlalatšwa ga polysulfide. Banyakišiši ba hlamile di-electrolyte tše di kgethegilego tša ether-tše di theilwego go ditlaleletšo tša go swana le lithium nitrate go rarolla se.

Dibetri tša go ela tša organic di šomiša metswako ya organic ye e hlapolotšwego bjalo ka sedirišwa se se šomago go e na le di-electrode tše di tiilego. Ditshepedišo tše di dikološa electrolyte ka betri, go dumelela bokgoni bja maatla go lekanya ka go ikemela go tšwa go tšweletšo ya maatla. Di-quinone, di-viologen, le ditšweletšwa tša tempo tšeo di hlapolotšwego ka gare ga di-electrolyte tša meetse goba tša organic di bontšha kholofetšo bakeng sa polokelo ya sekala ya keriti-.

Zinc-dibetri tša moya ka dinako tše dingwe di šomiša di-electrolyte tša organic go thibela go bopega ga zinki dendrite. Dibetri tša magnesium-tše sa le gona kudu ka dikgatong tša nyakišišo-di nyaka di-electrolyte tše di kgethegilego ka gobane magnesium ga e bope legato la go se šome go swana le lithiamo.

Dipotšišo tše di Botšišwago Gantši .

Ke ka baka la’ng re sa kgone go diriša meetse bjalo ka electrolyte ka dibetri tša lithiamo?

Meetse a bola ka electrolysis ka gagamalo ya godimo ga 1.23V, a tšweletša dikgase tša hydrogen le oksitšene. Lithium-Dibetri tša ion di šoma ka 3.7-4.2V, di feta kgole lefelo la go tsepama la meetse. Disolvent tša organic di dula di tsepame ka gagamalo ye ya godimo, go dumelela polokelo ye kgolo ya maatla ka boima bja yuniti.

Ke’ng ​​seo se dirago gore di- electrolyte tša organic di tuke?

Bontši bja disolvent tša organic tšeo di šomišwago ka dibetri-dikhapone, di-ether, di-ester-di na le ditlemo tša hydrogen tšeo di nago le oksitšene gabonolo ge o na le oksitšene le phišo. Ge betri e tsena ka gare ga go tšhaba ga phišo, dithemperetšha tša ka gare di ka feta 150℃, ntlheng yeo disolvent tše di gotetšago. Go ba gona ga matswai a lithium le didirišwa tša eleketorode tša go arabela go akgofiša go tšhuma ge go šetše go thomile.

Di- electrolyte tša organic di tšea nako e kaaka’ng ka dibetri?

Go senyega ga electrolyte go lekanyetša bophelo bja betri go fihla go mo e ka bago 1000-2000 ya didikologa tša tefo ka dikgopelong tša bareki, goba mengwaga ye 8-10 ka dikoloing tša mohlagase. Dikarabelo tša go bola di direga ka go se kgaotše godimo ga dielektrode, di ja electrolyte le go bopa magato a go thibela go tsena ga moya. Thempheretšha, ditekanyo tša go tjhaja, le meelo ya gagamalo ka moka di ama go senyegelwa ke lebelo go dirišwa ga bonolo go atološa bophelo.

Na di- electrolyte tša organic di ka dirišwa gape?

Ditshepedišo tša bjale tša go šomiša gape di lebišitše kudu go bušetšeng ditšhipi tša bohlokwa go swana le lithium, cobalt le nikele go tšwa go di-electrode. Electrolyte ka tlwaelo e fišwa goba e senywa ka dikhemikhale nakong ya go dirišwa gape ga hydrometallurgical. Mekgwa ye mengwe ye mefsa e leka go bušetša le go hlwekiša dikarolo tša electrolyte, eupša se ga se sa hlwa se phadišana ka ekonomi le go tšweletša electrolyte ye foreše go tšwa go difepi tša peterole.

Electrolyte ya organic e emela e nngwe ya thekinolotši yeo e šomago gabotse ka mo go lekanego moo mekgwa e mengwe e katanelago go e tloša, gaešita le ka mafokodi ao a tsebjago. Solid-Ditshepedišo tša mmušo di holofetša polokego ye kaone, gomme ditshepedišo tša meetse di fa ditshenyagalelo tša fase, eupša di-electrolyte tša seela sa organic ga bjale di fa tekatekano ye kaone ya tshepedišo, go ba le maatla, le go ba le bokgoni. Bakeng sa bokamoso bjo bo bonagalago, lithiamo e nngwe le e nngwe-ion yeo e fago megala ya rena, dilaptop, le dikoloi tšeo di tlago go ba le dimililitara tše mmalwa tša khapone ye{4}}di-ionic conductor tše di dirago mošomo wa tšona o homotšego, wa bohlokwa.