لتیم بیٹری میں الیکٹرولائٹ کیا ہے؟

لتیم بیٹری میں الیکٹرولائٹ کیا ہے؟

الیکٹرولائٹ

ایک لتیم - آئن بیٹری میں الیکٹرولائٹ بیٹری میں آئنوں کا کیریئر ہے۔ یہ عام طور پر لتیم نمکیات ، نامیاتی سالوینٹس ، اور اضافی چیزوں پر مشتمل ہوتا ہے ، جیسا کہ شکل 7 - 4 میں دکھایا گیا ہے۔ الیکٹرولائٹ ایک لتیم - آئن بیٹری کے مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے مابین آئنوں کے انعقاد میں اہم کردار ادا کرتا ہے ، جس سے اس کے فوائد جیسے ہائی وولٹیج اور اعلی مخصوص توانائی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ الیکٹرولائٹس عام طور پر مخصوص شرائط کے تحت اور اعلی - طہارت کے نامیاتی سالوینٹس ، لتیم نمکیات ، اور ضروری اضافے سے مخصوص تناسب میں تیار کیے جاتے ہیں۔ اگرچہ الیکٹروڈ مواد بیٹری کی توانائی کی کثافت کا تعین کرتا ہے ، الیکٹرویلیٹ بنیادی طور پر اس کی سائیکل زندگی ، اعلی اور کم درجہ حرارت کی کارکردگی اور حفاظت کا تعین کرتا ہے۔ الیکٹرولائٹ کی بنیادی ترکیب نسبتا un کوئی تبدیلی نہیں ہے۔ جدت بنیادی طور پر ناول لتیم نمکیات اور اضافوں کی ترقی میں ہے ، نیز لتیم آئن بیٹریوں میں شامل انٹرفیسیل کیمیائی عمل اور میکانزم کی گہری تفہیم۔

لتیم نمکیات کی بہت سی قسمیں ہیں ، جیسا کہ شکل 7 - 5 میں دکھایا گیا ہے ، لیکن بہت کم تجارتی طور پر دستیاب لتیم آئن بیٹریوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ایک مثالی لتیم نمک مندرجہ ذیل خصوصیات کے مالک ہونا چاہئے:

1) کم ایسوسی ایشن کی ڈگری ، نامیاتی سالوینٹس میں آسانی سے گھلنشیل ، الیکٹرویلیٹ کی اعلی آئنک چالکتا کو یقینی بناتی ہے۔

2) اینٹی آکسیڈینٹ اور کمی کی مزاحمت کے ساتھ اینونز ؛ کمی کی مصنوعات مستحکم ، کم - مزاحمتی SEI فلم کی تشکیل میں آسانی فراہم کرتی ہیں۔

3) اچھا کیمیائی استحکام ، بغیر کسی الیکٹروڈ مواد ، الیکٹرولائٹس ، یا جداکاروں کے ساتھ نقصان دہ ضمنی رد عمل کا باعث بنا۔

4) تیاری کا آسان عمل ، کم لاگت ، غیر - زہریلا اور آلودگی - مفت۔

LIPF6 سب سے زیادہ استعمال ہونے والا لتیم نمک ہے۔ اگرچہ اس کی انفرادی خصوصیات اس کی سب سے نمایاں نہیں ہیں ، لیکن یہ کاربونیٹ مخلوط سالوینٹ الیکٹرولائٹس میں نسبتا most زیادہ سے زیادہ کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہے۔ LIPF6 کے مندرجہ ذیل کلیدی فوائد ہیں:

1) غیر - پانی کے سالوینٹس میں مناسب گھلنشیلتا اور اعلی آئنک چالکتا۔

2) یہ ایلومینیم ورق موجودہ جمع کرنے والوں کی سطح پر ایک مستحکم گزرنے والی فلم تشکیل دے سکتی ہے۔

3) یہ ہم آہنگی سے کاربونیٹ سالوینٹس کے ساتھ گریفائٹ الیکٹروڈ سطح پر ایک مستحکم SEI فلم تشکیل دیتا ہے۔

تاہم ، LIPF6 میں کم تھرمل استحکام ہے اور وہ سڑن کے رد عمل کا شکار ہے۔ ضمنی پروڈکٹس الیکٹروڈ کی سطح پر SEI فلم کو نقصان پہنچا سکتے ہیں ، مثبت الیکٹروڈ فعال اجزاء کو تحلیل کرسکتے ہیں ، اور سائیکلنگ کے دوران صلاحیت میں کمی کا باعث بن سکتے ہیں۔

LIBF بھی عام طور پر استعمال ہونے والا لتیم نمک اضافی ہے۔ LIPF6 کے مقابلے میں ، LIBF میں وسیع پیمانے پر آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد ہوتی ہے ، بہتر اعلی - درجہ حرارت استحکام ، اور اعلی کم - درجہ حرارت کی کارکردگی۔ LIBF کے پاس اعلی چالکتا ، ایک وسیع الیکٹرو کیمیکل ونڈو ، اور اچھا تھرمل استحکام ہے۔ اس کا سب سے بڑا فائدہ اس کی فلم - پراپرٹیز تشکیل دینے میں ہے ، کیونکہ یہ SEI فلم کی تشکیل میں براہ راست حصہ لے سکتا ہے۔

ساختی طور پر ، LIDFOB آدھے - libob اور LIBF کے انووں پر مشتمل ہے ، جس میں اچھی فلم کے فوائد - کے فوائد کا امتزاج کیا گیا ہے جس میں لیبب کی خصوصیات اور LIBF4 کی اچھی کم {{2} 2} درجہ حرارت کی کارکردگی تشکیل دی جاتی ہے۔ لیبوب کے مقابلے میں ، LIDFOB میں لکیری کاربونیٹ سالوینٹس اور اعلی الیکٹرولائٹ چالکتا میں زیادہ گھلنشیلتا ہے۔ اس کا اعلی {- درجہ حرارت اور کم - درجہ حرارت کی کارکردگی LIPF4 سے بہتر ہے ، اور اس میں بیٹری کیتھڈ کے ساتھ اچھی مطابقت ہے ، جس سے ایلومینیم ورق کی سطح پر گزرنے والی فلم تشکیل دی جاتی ہے اور الیکٹرویلیٹ آکسیکرن کو روکنا ہوتا ہے۔

LITFSI ڈھانچے میں CF₃SO₂ گروپوں میں ایک مضبوط الیکٹران - واپسی کا اثر ہوتا ہے ، جو منفی چارج کو بڑھاوا دیتا ہے اور آئن ایسوسی ایشن کی جوڑی کو کم کرتا ہے ، جس کے نتیجے میں نمک کی زیادہ گھلنشیلتا ہوتی ہے۔ مزید برآں ، LITFSI میں زیادہ بجلی کی چالکتا ہے ، ایک اعلی تھرمل سڑن کا درجہ حرارت ، اور آسانی سے ہائیڈروالائز نہیں ہوتا ہے۔ تاہم ، یہ 3.7V سے اوپر کے وولٹیج پر ایلومینیم موجودہ جمع کرنے والوں کو سختی سے کوریڈ کرے گا۔

LIFSI انو میں فلورین ایٹموں میں مضبوط الیکٹران - واپس کرنے کی خصوصیات ہیں ، جو N پر منفی چارج کو فروغ دیتے ہیں ، جس کے نتیجے میں کمزور آئن ایسوسی ایشن اور LI+کی آسانی سے الگ ہوجاتی ہے ، اس طرح اعلی چالکتا کا باعث بنتا ہے۔

LIPO2F2 اچھے کم - درجہ حرارت کی کارکردگی کی نمائش کرتا ہے اور الیکٹرویلیٹ کی اعلی - درجہ حرارت کی کارکردگی کو بھی بہتر بناتا ہے۔ ایک اضافی کے طور پر ، یہ منفی الیکٹروڈ کی سطح پر لیکسپیوفز اور LIF سے بھرپور SEI فلم تشکیل دے سکتا ہے ، جو بیٹری کے انٹرفیسیل مائبادا کو کم کرنے اور بیٹری سائیکل کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔ تاہم ، LIPO2F2 بھی کم گھلنشیلتا کا شکار ہے۔

کا بنیادی جزومائع الیکٹرولائٹنامیاتی سالوینٹ ہے ، جو لتیم نمکیات کو تحلیل کرتا ہے اور لتیم آئنوں کے لئے ایک کیریئر مہیا کرتا ہے۔ لتیم - آئن بیٹری الیکٹرولائٹ کے لئے ایک مثالی نامیاتی سالوینٹ کو درج ذیل شرائط کو پورا کرنے کی ضرورت ہے:

1) لتیم نمکیات کے ل high اعلی ڈائی الیکٹرک مستقل اور مضبوط تحلیل کرنے کی صلاحیت۔

2) کم پگھلنے والا نقطہ اور اعلی ابلتے ہوئے نقطہ ، درجہ حرارت کی حد کی حد سے زیادہ مائع ریاست کو برقرار رکھنا۔

3) کم واسکاسیٹی ، لتیم - آئن ٹرانسپورٹ کی سہولت فراہم کرنا۔

4) اچھا کیمیائی استحکام ، مثبت اور منفی الیکٹروڈ ڈھانچے کو نقصان نہیں پہنچاتا ہے یا مثبت اور منفی الیکٹروڈ مواد کو تحلیل نہیں کرتا ہے۔

5) ہائی فلیش پوائنٹ ، اچھی حفاظت ، کم لاگت ، غیر - زہریلا اور غیر - آلودگی۔

لتیم - آئن بیٹری الیکٹرولائٹس میں استعمال ہونے والے عام نامیاتی سالوینٹس بنیادی طور پر کاربونیٹ سالوینٹس اور نامیاتی ایتھر سالوینٹس میں تقسیم ہوتے ہیں ، جیسا کہ شکل 7 - 6 میں دکھایا گیا ہے۔ ایک اعلی - پرفارمنس لتیم آئن بیٹری الیکٹرویلیٹ حاصل کرنے کے لئے ، دو یا زیادہ نامیاتی سالوینٹس پر مشتمل ایک مخلوط سالوینٹ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے ، جس کی وجہ سے وہ ایک دوسرے کی تکمیل کرسکتے ہیں اور بہتر مجموعی کارکردگی کو حاصل کرسکتے ہیں۔ عام کاربونیٹ سالوینٹس کی جسمانی خصوصیات کو ٹیبل 7-1 میں دکھایا گیا ہے۔

ٹیبل 7-1 عام کاربونیٹ سالوینٹس کی جسمانی خصوصیات

نامیاتی ایتھر سالوینٹس میں بنیادی طور پر چین کے ایتھرس جیسے 1،2 - dimethoxypropane (DMP) ، dimethoxymethane (DMM) ، اور ایتھیلین گلائکول ڈیمیتھائل ایتھر (DME) ، اور چکرواک ایتھر جیسے ٹیٹراہائڈروفوران (THF) and and an (2-Me-Thf) چین ایتھر سالوینٹس کے لئے ، کاربن چین جتنا لمبا ہوگا ، کیمیائی استحکام بہتر ہے ، لیکن ویسکاسیٹی جتنا زیادہ اور لتیم آئن ہجرت کی شرح کم ہے۔ ایتھیلین گلائکول ڈیمتھائل ایتھر ایک نسبتا stable مستحکم چیلیٹ (LIPF6 · DME) کو لتیم ہیکسافلووروفاسفیٹ کے ساتھ تشکیل دے سکتا ہے ، جس میں لتیم نمکیات کے لئے مضبوط تحلیل کرنے والی طاقت کی نمائش کی جاسکتی ہے اور اس کے نتیجے میں اعلی الیکٹرویلیٹ چالکتا ہے۔ تاہم ، ڈی ایم ای میں ناقص کیمیائی استحکام ہے اور وہ منفی الیکٹروڈ مواد کی سطح پر مستحکم گزرنے والی فلم تشکیل نہیں دے سکتا ہے۔

کاربونیٹ سالوینٹس میں چکرو کاربونیٹ جیسے پروپیلین کاربونیٹ (پی سی) اور ایتھیلین کاربونیٹ (ای سی) ، اور چین کاربونیٹ جیسے ڈیمیتھل کاربونیٹ (ڈی ایم سی) ، ڈائیٹیل کاربونیٹ (ڈی ای سی) ، اور میتھیل ایتھیل کاربونیٹ (ای ایم سی) شامل ہیں۔ چکرو کاربونیٹس میں ایک اعلی ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتا ہے ، جس سے لتیم نمکیات زیادہ گھلنشیل ہوجاتے ہیں ، لیکن ان میں اعلی واسکاسیٹی بھی ہوتی ہے ، جس کے نتیجے میں کم لتیم - آئن ہجرت کی شرح کم ہوتی ہے۔ چین کاربونیٹس میں کم ڈائی الیکٹرک مستقل اور کمزور لتیم نمک محلولیت ہوتی ہے ، لیکن کم واسکاسیٹی اور اچھی بہاؤ کی صلاحیت ، لتیم - آئن ہجرت کی سہولت فراہم کرتی ہے۔

شعلہ کی اقسام - لتیم - آئن الیکٹرولائٹس کے لئے retardant additives کو شکل 7 {- 7 میں دکھایا گیا ہے۔ اضافی ، جو تھوڑی مقدار میں استعمال ہوتے ہیں ، ان کے اہم اثرات مرتب ہوتے ہیں اور لتیم - آئن بیٹریاں کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے ایک معاشی اور عملی طریقہ ہے۔ لتیم - آئن بیٹریاں کے الیکٹرویلیٹ میں اضافے کی ایک چھوٹی سی خوراک شامل کرکے ، بیٹری کی کارکردگی کی کچھ خصوصیات کو خاص طور پر بہتر بنایا جاسکتا ہے ، جیسے الٹا صلاحیت ، الیکٹروڈ/الیکٹرویلیٹ مطابقت ، سائیکل کی کارکردگی ، شرح کی کارکردگی ، اور حفاظت کی کارکردگی ، لیتھیم {8 {8} in میں ایک اہم کردار ادا کرنا۔ ایک مثالی لتیم آئن بیٹری الیکٹرویلیٹ اضافی مندرجہ ذیل چار خصوصیات کے مالک ہونا چاہئے:

1) نامیاتی سالوینٹس میں اعلی گھلنشیلتا۔

2) تھوڑی مقدار میں ایک یا زیادہ کارکردگی کی خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

3) بیٹری کے دوسرے اجزاء کے ساتھ کوئی نقصان دہ ضمنی رد عمل نہیں جو بیٹری کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔

4) کم لاگت ، غیر - زہریلا یا کم زہریلا۔

ان کے فنکشن کی بنیاد پر ، اضافی افراد کو کنڈکٹو ایڈیٹیو ، اوورچارج پروٹیکشن ایڈیٹیو ، شعلہ ریٹارڈینٹ ایڈیٹیو ، سی آئی فلم - تشکیل دینے میں اضافہ کیا جاسکتا ہے ، کیتھڈ میٹریل پروٹیکٹنٹس ، ایل آئی پی ایف 6 اسٹیبلائزر ، اور دیگر فنکشنل ایڈیٹیو تشکیل دیتے ہیں۔

کوندکٹو ایڈیٹیو الیکٹرویلیٹ آئنوں کے ساتھ ہم آہنگی ، لتیم نمک تحلیل کو فروغ دینے ، اور الیکٹرویلیٹ چالکتا میں اضافہ کرکے لتیم - آئن بیٹریاں کی شرح کی کارکردگی کو بہتر بناتے ہیں۔ چونکہ کوآرڈینیشن کے رد عمل کے ذریعے کوندککیو ایڈیٹیو کام کرتے ہیں ، لہذا انہیں لیگینڈ ایڈیٹیو بھی کہا جاتا ہے ، اور انونک لیگنڈس ، کیٹیٹک لیگنڈس ، اور بات چیت کرنے والے آئن کی بنیاد پر غیر جانبدار لیگنڈس میں درجہ بندی کیا جاتا ہے۔

اوورچارج پروٹیکشن ایڈیٹیو زیادہ چارج تحفظ فراہم کرتے ہیں یا زیادہ چارج رواداری کو بڑھا دیتے ہیں۔ انہیں ریڈوکس ایڈیٹیو اور مونومر ایڈیٹیو میں عملی طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ فی الحال ، ریڈوکس ایڈیٹیوز بنیادی طور پر انیسول سیریز ہیں ، جن میں ریڈوکس کی اعلی صلاحیتیں اور اچھی گھلنشیلتا ہے۔ مونومر ایڈیٹیو ہائی وولٹیج کے تحت پولیمرائزیشن کے رد عمل سے گزرتے ہیں ، گیسوں کو جاری کرتے ہیں ، اور پولیمر کوٹڈ کوٹڈ ماد material ہ کی سطح ، چارجنگ میں خلل ڈالتے ہیں۔ مونومر ایڈیٹیز میں بنیادی طور پر خوشبودار مرکبات شامل ہیں جیسے زائلین اور فینیلسائکلوہیکسین۔

الیکٹرویلیٹ کے اگنیشن پوائنٹ کو بڑھا کر یا فری ریڈیکل چین کے رد عمل کو ختم کرکے شعلہ retardant additives کام کرتے ہیں جو دہن کو روکتا ہے۔ ان کی اقسام کو شکل 7 - 8 میں دکھایا گیا ہے۔ الیکٹرویلیٹ کی آتش گیر صلاحیت کو کم کرنے ، لتیم آئن بیٹریوں کے آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد کو وسیع کرنے اور ان کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے شعلہ ریٹارڈینٹس کو شامل کرنا ایک اہم طریقہ ہے۔ شعلہ retardant additives کی کارروائی کے طریقہ کار بنیادی طور پر دوگنا ہیں:

1) گیس کے مرحلے اور گاڑھا ہوا مرحلے کے مابین ایک موصل پرت بنانے سے ، وہ گاڑھا اور گیس دونوں مراحل میں دہن کو روکتے ہیں۔

2) وہ دہن کے رد عمل کے عمل کے دوران فری ریڈیکلز پر قبضہ کرتے ہیں ، جو آزاد بنیاد پرست چین کے رد عمل کو ختم کرتے ہیں جو گیس کے مراحل کے مابین دہن کے رد عمل کو روکتا ہے۔