প্রথম, লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইট
ইলেক্ট্রোলাইটটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য চারটি মূল উপাদান। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির রক্ত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির উচ্চ-ভোল্টেজ এবং উচ্চ-শক্তি শক্তির গ্যারান্টি। ইলেক্ট্রোলাইট প্রধানত একটি উচ্চ বিশুদ্ধতা জৈব দ্রাবক, একটি ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণ, এবং একটি প্রয়োজনীয় additive একটি কাঁচামাল গঠিত, এবং নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে একটি নির্দিষ্ট অনুপাত অনুযায়ী প্রস্তুত করা হয়।
1.1 জৈব দ্রাবক
জৈব দ্রাবক সাধারণত একটি কম viscosity দ্রাবক একটি উচ্চ অস্তরক ধ্রুবক দ্রাবক সঙ্গে মিশ্রিত করা হয়। সাধারণভাবে ব্যবহৃত ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণগুলি হ'ল খরচ, নিরাপত্তা এবং পটাসিয়াম হেক্সাফ্লোরোফোফফেটে পটাসিয়াম হ্যাকাকফ্লোরোফোফেট, পটাসিয়াম হেক্সাফ্লোরোফোফেট, পটাসিয়াম টিট্রাফ্লোরোবোরেট ইত্যাদি। বাণিজ্যিক লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে ব্যবহৃত প্রধান ইলেক্ট্রোলাইট।
লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটগুলিতে সাধারণভাবে ব্যবহৃত জৈব সলভেন্টগুলি ইথিলিন কার্বোনেট (ইসি) ডায়থাইল কার্বোনেট (ডিইসি), ডেমথাইল কার্বোনেট (ডিএমসি), ইথাইল মিথাইল কার্বনেট (ইএমসি), প্রোপাইলিন কার্বোনেট (পিসি), অ্যাক্রিলিক অ্যাসিড বি। ইস্টার (ইএ), মিথাইল acrylate (এমএ), এবং মত। জৈব দ্রাবক কঠোরভাবে ব্যবহারের আগে নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক। দ্রাবক বিশুদ্ধতা স্থিতিশীল ভোল্টেজের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। জৈব দ্রাবক আর্দ্রতা যোগ্যতাসম্পন্ন ইলেক্ট্রোলাইট প্রণয়ন একটি নিষ্পত্তিমূলক ভূমিকা পালন করে। 10-6 থেকে নিচে পানি হ্রাস করলে লিথিয়াম হ্যাক্সফ্লোরোফোসফেটের বিচ্ছেদ হ্রাস হতে পারে, এসআইআই ফিল্মের বিচ্ছেদকে হ্রাস করা যায় এবং গ্যাস বৃদ্ধি রোধ করা যায়। আর্দ্র উপাদানটি আণবিক ছাঁটাই শোষণ, বায়ুমণ্ডলীয় বা ভ্যাকুয়াম ডিস্টিলেশন, এবং একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাসের দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে। হাই আয়নিক আবহবাহনের সাথে সমাধান পেতে যাতে লিথিয়াম আয়নগুলি দ্রুত গতিতে চলে যায়, দ্রাবক সাধারণত ইথিলিন কার্বোনেট (ইসি) + ডাইমেথিল কার্বোনেট (ডিএমসি), ইথিলিন কার্বোনেট (ইসি) + ডাইথাইল কার্বোনেটের মতো মিশ্র উপাদান। Ester (ডিইসি)।
1.2 ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণ
ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণ ইলেক্ট্রোলাইটের সর্বাধিক ব্যয়ের জন্য হিসাব করে, যা ইলেক্ট্রোলাইট খরচ প্রায় 40%। LiPF6 সবচেয়ে সাধারণভাবে ব্যবহৃত ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণ, যা নেতিবাচক ইলেকট্রোড স্থিতিশীল, উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, বড় স্রাব ক্ষমতা, ছোট অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের, এবং দ্রুত চার্জ এবং স্রাব গতি আছে। যাইহোক, এটি আর্দ্রতা এবং এইচএফ সংবেদনশীল, এবং তার প্রতিক্রিয়া শুষ্ক বায়ুমন্ডলে (যেমন একটি দস্তানা বাক্স) চালানো উচিত। এটি উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধী নয় এবং ফসফরাস প্যান্টাফ্লোরাইড এবং লিথিয়াম ফ্লোরাইড গঠনের জন্য 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বিকিরণ প্রতিক্রিয়া ঘটে। । খরচ, নিরাপত্তা এবং অন্যান্য দিক বিবেচনা করে, লিথিয়াম হেক্সাফ্লোরোফোসফেটে অসামান্য আয়নিক পরিবাহিতা, উচ্চতর অক্সিডেশন স্থিতিশীলতা এবং কম পরিবেশ দূষণের সুবিধা রয়েছে। এটি বর্তমানে পছন্দের লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইট এবং বাণিজ্যিক লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিতেও ব্যবহার করা হয়। প্রধান ইলেক্ট্রোলাইট। উপরন্তু, লিবিএফ 4, লিপিএফ 6, লিবিবি, লিএফএসআই, লিপিএফ 2, লিটিডিআই এবং লিথিয়াম লবণ ইলেক্ট্রোলাইট সিস্টেমের অন্যান্য সিরিজ উচ্চ নিরাপত্তা এবং ভাল চক্রের দক্ষতার সাথে মনোযোগ আকর্ষণ করেছে।
1.2.1 লিথিয়াম হেক্সাফ্লোরোফোসফেট
বর্তমানে, লিপিএফ 6 প্রস্তুতির প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত গবেষণাটি প্রধানত দুটি বিভাগে বিভক্ত: এইচএফ দ্রাবক পদ্ধতি এবং আয়ন বিনিময় পদ্ধতি। এইচএফ? সলভেন্ট পদ্ধতি একটি এইচএফ দ্রাবক মধ্যে লিফ দ্রবীভূত করে এবং তারপর সরাসরি ফসফরাস বা ফ্লোরিন ধারণকারী একটি পদার্থ, এবং একটি চূড়ান্ত পণ্য প্রাপ্তির প্রতিক্রিয়া পরে স্ফটিক ঠান্ডা বাষ্পীকৃত LiFF6 প্রস্তুতি দ্বারা লিপিএফ 6 প্রস্তুতির জন্য সবচেয়ে প্রচলিত পদ্ধতি। পদ্ধতি শিল্প যন্ত্রপাতি প্রধান পদ্ধতি, এবং প্রস্তুত লিপিএফ 6 উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং ভাল মানের আছে, এবং উচ্চ শেষ লিথিয়াম ব্যাটারি উত্পাদন চাহিদা জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, প্রস্তুতি প্রক্রিয়া সরঞ্জাম এবং অপারেশন জন্য একটি উচ্চ চাহিদা আছে, এবং LiPF6 অবশিষ্ট অবশিষ্ট ব্যাটারি ব্যাটারি কর্মক্ষমতা উপর একটি দুর্দান্ত প্রভাব আছে।
LiPF6 জন্য আরেকটি প্রধান উত্পাদন পদ্ধতি বাদামী বিনিময় পদ্ধতি। LiPF6 প্রাপ্ত করার জন্য একটি জৈব দ্রাবক মধ্যে একটি লিথিয়াম ধারণকারী যৌগ সঙ্গে একটি hexafluorophosphate এর আয়ন বিনিময় পদ্ধতি উল্লেখ করে। আয়ন এক্সচেঞ্জ পদ্ধতির প্রধান বৈশিষ্ট্য এটি সহজ এবং সহজ, তবে লিপিএফ 6 বিশুদ্ধতা সমস্যাটি তার বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনটিকে সীমাবদ্ধ করে।
1.2.2 নতুন লিথিয়াম লবণ
বর্তমানে, উচ্চ নিরাপত্তা এবং ভাল চক্রের কর্মক্ষমতা সহ লিথিয়াম লবণ ইলেক্ট্রোলাইট সিস্টেমের একটি সিরিজ মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। প্রথাগত ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণ লিপিিয়াম 6 এর সাথে তুলনা করা হলেও, ব্যাপক ক্ষমতা লিপিএফ 6 এর সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করতে পারে না, তবে তাদের কাছে লিবিব যেমন বিভিন্ন দিক সুস্পষ্ট সুবিধার আছে? ভাল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থায়িত্ব এবং তাপ স্থায়িত্ব আছে, একটি স্থিতিশীল গঠন করতে নির্দিষ্ট দ্রাবক সঙ্গে প্রতিক্রিয়া করতে পারেন? SEI? ঝিল্লি, শক্তি পুনরাবৃত্ত চক্র পরে attenuated করা যেতে পারে। LiFSI চমৎকার কর্মক্ষমতা সঙ্গে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইট হয়। এটা চমৎকার পরিবাহিতা এবং ইলেকট্রোড উপকরণ সঙ্গে ভাল সামঞ্জস্য আছে। LiBF4 LiPF6 তুলনায় ভাল রাসায়নিক এবং তাপ স্থায়িত্ব আছে, এবং তার নিরাপত্তা কর্মক্ষমতা আরো অসাধারণ। যাইহোক, একটি বড় সংখ্যা পরীক্ষামূলক তথ্য প্রমাণ করে যে সবসময় একটি লিথিয়াম লবণ ব্যবহার করে কিছু অপরিহার্য নির্ধারণ আছে। উদাহরণস্বরূপ, এলআইএফএসআই অ্যালুমিনিয়াম জারা কারণ সহজ। LiBF4 একটি অপেক্ষাকৃত ছোট আয়ন ব্যাসার্ধ, লিথিয়াম আয়ন সঙ্গে শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া, এবং দুর্বল পরিবাহিতা আছে। এটি একটি লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি হিসাবে কর্মক্ষমতা মধ্যে নিকৃষ্ট একটি ইলেক্ট্রোলাইট লিথিয়াম লবণ একা ব্যবহারের জন্য। অতএব, বিভিন্ন কাঠামো এবং বিভিন্ন কাঠামোগুলির লিথিয়াম সল্টগুলি যৌগিক হয়, যাতে যৌগিক ইলেক্ট্রোলাইট সহজে ইলেকট্রোলাইটগুলি দ্বারা না থাকা চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে, যার ফলে বিভিন্ন দিকগুলিতে ইলেক্ট্রোলাইট পারফরম্যান্সের উন্নতি হয়।
1.2.3 বিভিন্ন লিথিয়াম লবণের উপকারিতা এবং অসুবিধা
LiBF4: কম তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা ভাল, কিন্তু ব্যয়বহুল এবং কম দ্রবণীয়;
LiPF6: ব্যাপক কর্মক্ষমতা ভাল, এবং অসুবিধা সহজ জল শোষণ এবং hydrolysis হয়;
LiBOB: উচ্চ তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা ভাল, বিশেষ করে নেতিবাচক ইলেকট্রোড দ্রাবক সন্নিবেশ ক্ষতি সন্নিবেশ, কিন্তু দ্রাব্যতা খুব কম;
LiFSI: পরিবেশগত বন্ধুত্বপূর্ণ নয়, বরং ভাল তাপ স্থিতিশীলতা, আর্দ্রতা সংবেদনশীলতা, এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা আছে;
LiPF2: উচ্চ তাপমাত্রা চক্র কর্মক্ষমতা এবং স্টোরেজ কর্মক্ষমতা, নিম্ন তাপমাত্রা আউটপুট কর্মক্ষমতা, এবং overcharge সুরক্ষা এবং লিথিয়াম ব্যাটারির সামঞ্জস্যপূর্ণ ক্ষমতা কর্মক্ষমতা উন্নত করে;
LiTFSI: ভাল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থায়িত্ব, উচ্চ ionic পরিবাহিতা, ভাল তাপ স্থায়িত্ব, এবং hydrolyze কঠিন;
LiTDI: লিথিয়াম আয়ন পরিমাণ হ্রাস এবং ব্যাটারি খরচ হ্রাস করা, একটি খুব উচ্চ লিথিয়াম আয়ন মাইগ্রেশন সংখ্যা আছে।
1.3.1 Additives
বিভিন্ন ধরনের অ্যাডটিভাইভ রয়েছে এবং বিভিন্ন লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি নির্মাতাদের ব্যাটারি ব্যবহারের ব্যবহার এবং কর্মক্ষমতা সম্পর্কিত বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং নির্বাচিত সংযোজনগুলির ফোকাসও ভিন্ন। সাধারণত, ব্যবহৃত additives প্রধানত নিম্নলিখিত প্রভাব আছে:
(1) ফিল্ম সংযোজক গঠন
অজৈব ফিল্ম-গঠনের সংযোজন: SO2, CO2, এবং CO মতো ছোট অণু একটি প্যাসিভেশন ফিল্ম গঠনের প্রচার করতে পারে এবং লিআই বা লিবারের মতো হাইডাইড যোগ করার মাধ্যমে প্যাসিভেশন ফিল্ম উন্নত করতে পারে।
জৈব ফিল্ম-গঠনের যোগসূত্র: ফ্লোরোরিনযুক্ত, ক্লোরিনযুক্ত এবং ব্রোমোনেটেড জৈব যৌগ যেমন অ্যানিসোল বা তার হ্যালোজেনেটেড ডেরিভেটিভগুলি ব্যাটারিটির চক্রের কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে এবং ব্যাটারিটির অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা হ্রাসকে কমাতে পারে। তাদের মধ্যে, ভিনিলিন কার্বোনেট (ভিসি) একটি খুব ভাল ফিল্ম-গঠনের যুত।
(2) ইলেক্ট্রোলাইট মধ্যে ট্রেস জল এবং এইচএফ অ্যাসিড additives হ্রাস
কার্বোডিআইমিড যৌগটি লিপিএফ 6 এর অ্যাসিডে হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ করতে পারে। উপরন্তু, এল 2O1, MGO, BaO, Li2CO1, CaCO1 এবং এর মতো কিছু ধাতব অক্সাইডগুলি HF অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
(3) ওভারচার্জ এবং overdischarge additives প্রতিরোধ
জৈব amines এবং imines, biphenyls, এবং carbazoles হিসাবে যৌগ অতিরিক্ত চাপ এবং overdischarge প্রতিরোধ করার জন্য additives হিসাবে ব্যবহার করা হয়।
(4) শিখা retardant additives
টেট্রাপ্রোপোক্সিসিলেন (টিপিওএস), টিট্রামেথক্সিসিলেন (টিএমওএস), অরগানফ্লোরিন যৌগ, এবং হ্যালোজেনেটেড অ্যালকাইল ফসফেটগুলির অর্গানফোসফোরাস যৌগ উচ্চ উষ্ণ বিন্দুতে উচ্চ ফ্ল্যাশ বিন্দু অ-জ্বলন্ত যৌগগুলিতে শিখা প্রতিরোধক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
(5) কম তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা additives উন্নত
N, N-dimethyltrifluoroacetamide, জৈব বোরাইড, ফ্লোরিনযুক্ত ধারণকারী কার্বোনেট এবং অন্যান্য কম সান্দ্রতা, উচ্চ ফ্ল্যাশ পয়েন্ট ব্যাটারিটির নিম্ন তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য উপকারী।
(6) Multifunctional additives
পিসি দ্রাবকটিতে 1২-মুকুট -4 যুক্ত হওয়ার পরে, ইলেকট্রোড ইন্টারফেসের SEI ফিল্মটি ইলেকট্রোডের প্রথম অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা হ্রাস হ্রাস করার জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছিল। ইলেক্ট্রোলাইটে বিটিই এবং টিটিএফপি যেমন ফ্লোরিনিন্ড জৈব সলভেন্টস এবং হ্যালোজেনেটেড ফসফেটগুলি যোগ করার জন্য কেবল একটি চমৎকার SEI ফিল্ম গঠনে অবদান রাখে না, তবে এটি ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য একটি নির্দিষ্ট বা এমনকি উল্লেখযোগ্য অগ্নিকুণ্ড retardancy।