Putanga
Ko nga pākahiko Lithium-ion (LIBs) e kiia ana ko tetahi o nga hangarau rokiroki hiko tino nui.Ka piki ake te kiato o nga pākahiko, ka nui ake te hiranga o te haumarutanga o te pākahiko mena ka tukuna ohorere te hiko.Ko nga aitua e pa ana ki nga ahi me nga pahū o nga LIB ka puta i te ao katoa.Ko etahi i puta he whakatuma kino ki te oranga me te hauora o te tangata, a kua maha nga hokinga mai a nga kaihanga.Ko enei aitua he whakamaumaharatanga ko te haumaru te tikanga mo nga pākahiko, a me whakatau nga take nui i mua i te tono a muri ake o nga punaha pākahiko hiko kaha.Ko te whainga o tenei Arotake ki te whakarapopoto i nga takenga mai o nga take haumaru LIB me te whakaatu i te ahunga whakamua matua o naianei i roto i te hoahoa rauemi hei whakapai ake i te haumaru LIB.Ko te tumanako ma tenei Arotake ka whakaawe ake i te whakapai ake i te haumaru o te pākahiko, ina koa mo nga LIB ka puta ake he kaha-kaha.
KO TE PUTANGA O NGA TAKE HAURAU LIB
Ko te electrolyte wai pararopi kei roto i nga LIB he tino mura.Ko tetahi o nga rahunga kino rawa atu o te punaha LIB ko te rerenga waiariki omaoma, e kiia ana ko te take matua o nga awangawanga haumaru pākahiko.I te nuinga o te waa, ka puta te rerenga waiariki ina ngaro te mana o te tauhohenga o waho.Ka piki ake te mahana o te pākahiko ki runga ake ki te ~80°C, ka piki ake te tere o te tauhohenga matū o waho i roto i nga pākahiko ka whakamahana ake te pūtau, ka puta he huringa urupare pai.Ko te piki haere tonu o te mahana ka puta he ahi me nga pahū, ina koa mo nga kete pākahiko nui.No reira, ma te mohio ki nga take me nga tikanga o te rerenga waiariki ka arahi i te hoahoa o nga rawa mahi hei whakapai ake i te haumaru me te pono o nga LIB.Ka taea te wehea te tukanga rerenga waiariki ki nga wahanga e toru, penei i whakarāpopotohia i rotoWhakaahua 1.
Fig. 1 E toru nga wahanga mo te tukanga rerenga waiariki.
Wāhanga 1: Te tīmatanga o te werawera.Ka huri nga pākahiko mai i te ahua noa ki te ahua rereke, ka timata te pāmahana o roto ki te piki ake.Wāhanga 2: Te whakaemi wera me te tukanga tuku hau.Ka tere ake te pāmahana o roto, ka uru te pākahiko ki nga tauhohenga o waho.Wāhanga 3: Te wera me te pahū.Ko te electrolyte muramura ka wera, ka puta ki te ahi me te pahūtanga.
Te timatanga o te wera nui (waahanga 1)
Ka timata te oma wera i te wera nui o te punaha pākahiko.Ko te whakamahana tuatahi ka puta mai i te utu o te pākahiko i tua atu i te ngaohiko i hoahoatia (te utu nui), te rongo ki te wera nui, nga ara iahiko poto o waho na te he o nga waea waea, nga ara iahiko poto o roto na te koha o nga pūtau.I roto i a raatau, ko te poto o roto te take nui mo te oma wera me te uaua ki te whakahaere.Ka taea te poto o roto i nga ahuatanga o te kuru o te pūtau penei i te urunga o nga para whakarewa o waho;tukinga waka;te hanga lithium dendrite i raro i te utunga kiato o naianei teitei, i raro i nga tikanga o te utu nui, i nga wera iti ranei;me nga whakawehe hapa i hangaia i te wa e huihui ana te pākahiko, hei whakaingoa i etahi.Hei tauira, i te timatanga o Whiringa-a-nuku 2013, he motoka Tesla e tata ana ki Seattle ka pa ki nga otaota whakarewa i werohia te whakangungu rakau me te putea pākahiko.Ko nga otaota i uru ki roto i nga wehenga polymer me te hono tika i te cathode me te anode, na te mea ka poto te pākahiko, ka mau te ahi;i roto i te 2016, i te ahi pākahiko Samsung Note 7 i tika ki te kaitakawaenga ultrathin whakawehe i ngāwari pakaru e te pēhanga waho ranei te fehokotaki'anga burrs i runga i te hiko pai, meinga te pākahiko ki poto-iahiko .
I te wahanga 1, ka huri te mahi o te pākahiko mai i te ahua noa ki te ahua kino, a ko nga take katoa kua whakarārangihia i runga ake nei ka wera rawa te pākahiko.Ka timata te piki o te pāmahana o roto, ka mutu te wahanga 1 ka timata te wahanga tuarua.
Te whakaemi wera me te mahi tuku hau (waahanga 2)
I te wa ka timata te wahanga 2, ka tere piki ake te pāmahana o roto, ka uru te pākahiko ki enei tauhohenga e whai ake nei (kaore enei tauhohenga e puta i runga i te ota tika;
(1) Ko te wehenga hiko hiko totoka (SEI) te pirau na te wera nui, te urunga tinana ranei.Ko te paparanga SEI te nuinga o nga waahanga pumau (penei i te LiF me te Li2CO3) me te metastable [pēnei i te polymers, ROCO2Li, (CH2OCO2Li)2, me te ROLi].Heoi ano, ka taea e nga wahanga kaapapa ka pirau i waho atu i te 90°C, ka tuku hau mura me te hāora.Tangohia (CH2OCO2Li)2 hei tauira
(CH2OCO2Li)2→Li2CO3+C2H4+CO2+0.5O2
(2) Na te pirau o te SEI, ka piki ake te pāmahana, ka tauhohe te whakarewa lithium, te lithium intercalated ranei i roto i te anode ki nga whakarewa pararopi i roto i te electrolyte, ka tuku i nga hau waiwaro mura (ethane, methane, me etahi atu).He tauhohenga o waho tenei ka piki ake te pāmahana.
(3) AheaT> ~130°C, ka timata te whakawehe polyethylene (PE)/polypropylene (PP) ki te ngohe, ka kino ake te ahuatanga ka puta he ara iahiko poto i waenga i te cathode me te anode.
(4) I te mutunga, ka puta te wera i te pirau o nga mea katode whakarewa waikura lithium me te tuku i te hāora.Tangohia te LiCoO2 hei tauira, ka taea te pirau timata i te ~180°C penei
Ko te pakaruhanga o te cathode he tino whakamaarama, ka piki ake te pāmahana me te pehanga, a, ko te mutunga, ka tere ake nga tauhohenga.
I te wahanga 2, ka piki ake te pāmahana, ka kohia te hāora i roto i nga pākahiko.Ko te tukanga rere waiariki ka puta mai i te atamira 2 ki te atamira 3 i te wa ka nui te hāora me te wera mo te wera o te pākahiko.
Te wera me te pahū (waahanga 3)
I te wahanga 3, ka timata te wera.Ko nga electrolytes o nga LIB he mea pararopi, he huinga tata ki te ao katoa o nga waro warowaiha patakataka me te raina.He nui te pähekeheke me te tino muramura.Ma te tauira o te carbonate electrolyte rongonui [te ranunga o te ethylene carbonate (EC) + dimethyl carbonate (DMC) (1:1 ma te taumaha)] hei tauira, ka whakaatuhia he pehanga kohu o te 4.8 kPa i te pāmahana rūma me te iti rawa o te uira. o 25° ± 1°C i te pehanga hau o te 1.013 pae.Ko te hāora me te wera i tukuna i te atamira 2 e whakarato ana i nga tikanga e tika ana mo te ngingiha o nga electrolytes pararopi ka mura, na reira ka puta he ahi, he pahūtanga ranei.
I nga wahanga 2 me te 3, ka puta nga tauhohenga o waho i raro i nga tikanga tata-adiabati.No reira, ko te accelerated rate calorimetry (ARC) he tikanga e whakamahia nuitia ana e whakataurite ana i te taiao i roto i nga LIBs, e whakamaarama ana i to maatau mohiotanga ki nga oma tauhohenga waiariki.Whakaahua 2e whakaatu ana i te anau ARC angamaheni o te LIB i tuhia i te wa o nga whakamatautau whakakino waiariki.Ko te whakataurite i te pikinga o te pāmahana i te atamira 2, he puna wera o waho ka piki ake te pāmahana pākahiko ki te pāmahana timatanga.I runga ake i tenei pāmahana, ka pirau te SEI, ka nui ake nga tauhohenga matū o waho.Ka mutu, ka rewa te kaiwehewehe.Ka piki ake te tere whakamahana-whaiaro i muri mai, ka puta ki te rere waiariki (ina he >10°C/min te tere whakawera-whaiaro) me te ngingiha hiko (waahanga 3).
Ko te anode he mesocarbon microbead graphite.Ko te cathode ko LiNi0.8Co0.05Al0.05O2.Ko te electrolyte he 1.2 M LiPF6 i te EC/PC/DMC.I whakamahia he whakawehe toru taara Celgard 2325.I urutau me te whakaaetanga mai i te Electrochemical Society Inc.
Me tohu ko nga tauhohenga e whakaatuhia ana i runga ake nei kaore e tino tupu tetahi i muri i tetahi i roto i te ota kua homai.He take uaua, he nahanaha hoki.
NGĀ MAU KI TE WHAKAMAHI KI TE PAKAHI
I runga i te maaramatanga mo te rerenga waiariki o te pākahiko, he maha nga huarahi e akohia ana, me te whai ki te whakaiti i nga aitua haumaru ma te hoahoa tika o nga waahanga pākahiko.I roto i nga waahanga e whai ake nei, ka whakarapopotohia e matou nga momo momo huarahi hei whakapai ake i te haumaru o te pākahiko, hei whakaoti rapanga e pa ana ki nga waahanga rerenga waiariki rereke.
Hei whakaoti rapanga i te wahanga 1 (te timatanga o te wera nui)
Nga rauemi anode pono.Ko te hanganga Li dendrite i runga i te anode o LIB ka timata i te waahi tuatahi o te rerenga waiariki.Ahakoa kua whakahekehia tenei take i roto i nga anodes o nga LIB arumoni (hei tauira, anodes waro), kaore ano kia tino aukatihia te hanganga o Li dendrite.Hei tauira, i roto i nga LIB arumoni, he pai ake te tuunga dendrite ki nga tapa hiko kauwhata mena kaore i te pai te hono o nga anodes me nga cathodes.I tua atu, ko nga tikanga mahi kino o nga LIB ka taea hoki te whakaputa i te whakarewatanga whakarewa Li me te tipu dendrite.E mohiotia ana ka ngawari te hanga o te dendrite mena ka utaina te pākahiko (i) i nga teitei o naianei he tere ake te tukunga o te whakarewa Li i te tohatoha o nga katote Li i roto i te kauwhata nui;(ii) i raro i nga tikanga utu nui i te wa e nui ana te graphite;me (iii) i nga mahana iti [hei tauira, te pāmahana iti (~ 0°C)], na te pikinga o te pokey o te wai hiko me te kaha ake o te whakaahuru Li-ion diffusion.
Mai i te tirohanga o nga rawa taonga, ko te takenga mai o te putake o te tipu o te Li dendrite i runga i te anode ko te SEI iu me te kore rite, na te mea he koretake te tohatoha o naianei o te rohe.Ko nga waahanga hiko, ina koa nga taapiri, kua tirotirohia kia pai ake te rite o te SEI me te whakakore i te hanganga Li dendrite.Ko nga taapiri angamaheni ko nga pūhui pararopi [hei tauira, CO2, LiI, me etahi atu] me nga puhui waro kei roto nga here waro haunga penei i te vinylene carbonate me nga taapiri maleimide;ngota ngota ngota porohita pahekeheke penei i te butyrolactone, te ethylene sulfite, me o raatau hua;me ngā pūhui fluorinated pērā i te fluoroethylene carbonate, me ētahi atu.Ahakoa i nga wahanga-ia-miriona taumata, ka taea tonu e enei ngota ngota te whakapai ake i te ahua o te SEI, na reira ka whakakotahi i te rere o te Li-ion me te whakakore i te ahua o te hanga Li dendrite.
I te katoa, kei te noho tonu nga wero Li dendrite i roto i te kauwhata, i nga anodes waro ranei me te silicon/SiO kei roto anode nga whakatipuranga.Ko te whakaoti i te take o te tipu o te Li dendrite he wero e tino nui ana mo te urutaunga o nga matū katote Li-ion kiato teitei i roto i nga wa e heke mai nei.Me kï reira e, tata, kua whakapau kaha nui ki te whakaoti i te take o te Li dendrite hanga i roto i parakore Li whakarewa anodes na roto i te homogenizing te rere Li-ion i roto i Li deposition;hei tauira, te paninga paparanga whakamarumaru, hangarau SEI horihori, aha atu. I tenei waahanga, ka taea e etahi o nga tikanga te whakamarama me pehea te whakatika i te take mo nga anode waro i roto i nga LIB.
Ko nga electrolytes wai maha me nga wehewehenga.Ko te wai hiko me te whakawehe he mahi nui ki te wehe tinana i te cathode me te anode.No reira, ka taea e nga electrolyte maha-mahi-maha me nga wehenga wehe te tino tiaki i nga pākahiko i te timatanga o te rerenga waiariki o te pākahiko (waahanga 1).
Hei whakamarumaru i nga pākahiko mai i te kuru miihini, kua whiwhihia he wai hiko kutikuti kutikuti na roto i te taapiri ngawari o te silica fumed ki te carbonate electrolyte (1 M LiFP6 i EC/DMC) .I runga i te pehanga miihini, i te paahitanga ranei, ka whakaatu te wai i te paheketanga o te kutikuti me te piki ake o te pokey, na reira ka memeha te kaha o te paanga me te whakaatu i te manawanui ki te kuru (Whakaatu 3A)
Whakaahua 3 Nga rautaki hei whakaoti i nga take i te wahanga 1.
(A) Te kutikuti electrolyte thickening electrolyte.Runga: Mo te electrolyte noa, ka taea e te awe miihini te paheketanga o roto o te pākahiko, ka puta he ahi me te pahū.Raro: Ko te pukapuka electrolyte atamai me te kaha kutikuti i raro i te pehanga, i te paanga ranei e whakaatu ana i te pai o te manawanui ki te kuru, ka tino pai ake te haumaru miihini o nga pākahiko.(B) Ko nga wehenga rua mo te kite wawe i nga dendrites lithium.Ko te hanganga o te Dendrite i roto i te pākahiko lithium tuku iho, i reira ka kitea te urunga katoa o te whakawehe e te lithium dendrite ka rahua te pākahiko na te ara iahiko poto o roto.Hei whakatairite, ko te pākahiko lithium me te whakawehe rua (kei roto i te paparanga whakahaere e honoa ana i waenga i nga kaiwhakawehe tikanga e rua), i reira ka uru te dendrite lithium nui ki roto i te whakawehe, ka whakapa atu ki te paparanga parahi whakahaere, ka puta he maturuturunga iho.VKo te Cu−Li, he whakatupato mo te kore e tata mai na te ara iahiko poto o roto.Heoi, ka noho humarie te pākahiko ki tonu me te kore korekore.Ko te (A) me te (B) kua whakarereketia, kua whakaputahia ranei me te whakaaetanga mai i te Springer Nature.(C) Wehewehenga trilayer hei kai i nga Dendrite Li morearea me te whakaroa i te ora o te pākahiko.Mauī: Ka taea e nga anodes Lithium te hanga i nga putunga dendritic, ka tipu haere te rahi, ka uru ki roto i te whakawehe polymer inert.Ina hono nga dendrites i te cathode me te anode, ka poto te hikoi o te pākahiko ka rahua.Matau: Ko te paparanga o te matūriki nano silica i hanewiti e nga paparanga e rua o nga whakawehe polymer arumoni.No reira, ka tipu te lithium dendrites ka uru ki te whakawehe, ka whakapiri atu ki nga nanoparticles silica i roto i te paparanga sandwiched ka pau te hiko.(D) Matawai irahiko microscopy (SEM) whakapakoko o te silica nanoparticle sandwiched separator.(E) Ngaohiko angamaheni ki te tohu wa o te pākahiko Li/Li me te whakawehe tikanga (piko whero) me te silica nanoparticle sandwiched trilayer whakawehe (puru pango) i whakamatauria i raro i nga tikanga ano.Ko (C), (D), me (E) kua tukuna ma te whakaaetanga mai i a John Wiley and Sons.(F) He whakaahuatanga hoahoa mo nga tikanga o nga taputapu taapiri redox.I runga i te mata o te cathode kua nui te utu, ka waikurahia te taapiri redox ki te ahua [O], ka hoki ki tona ahua taketake [R] i runga i te mata o te anode ma te whakamaaramatanga ma te electrolyte.Ka taea te pupuri i te huringa hiko o te oxidation-diffusion-diffusion-reduction-diffusion mo ake tonu atu, no reira ka maukati te pumanawa cathode mai i te utu nui kino.(G) Nga hanganga matū angamaheni o nga whakaurunga waka redox.(H) Te tikanga o te katinga o nga taapiri utu nui ka taea te polymerize i te hiko i nga pumanawa teitei.(I) Nga hanganga matū angamaheni o te katinga taapiri utu nui.Ko nga kaha mahi o nga taapiri kua whakarārangihia i raro i ia hanganga ngota i roto i te (G), (H), me te (I).
Ka taea e nga kaiwehewehe te whakamaarama hiko te cathode me te anode me te whai waahi nui ki te aro turuki i te ahuatanga o te hauora o te pākahiko i roto i te waahi hei aukati i te kino atu o te wahanga 1 kua hipa.Whakaatu 3B) ka taea te whakarato i te mahi ngaohiko-whakaaro hou.Ka tipu te dendrite ka tae ki te paparanga takawaenga, ka honoa te paparanga whakarewa me te anode kia kitea ai te hekenga ngaohiko ohorere i waenganui i a raatau hei putanga.
I tua atu i te rapunga, i hoahoatia he kaiwehewehe toru ki te pau i nga Dendrites Li morearea me te whakapoipoi i to ratau tipu i muri i te kuhu ki te whakawehe.He paparanga o nga matūriki nano silica, ka pania e nga paparanga e rua o nga wehenga polyolefin arumoni (Whakaahua 3, C me D), ka taea e koe te kai i nga Dendrites Li morearea e kuhu ana, na reira ka pai ake te haumaru o te pākahiko.Ko te ora o te pākahiko kua parea i tino roa ake e tata ki te rima nga wa ka whakatauritea ki tera he whakawehe tikanga (Whakaatu 3E).
Te tiaki utu nui.Ko te utu nui e kiia ana ko te utu i te pākahiko i tua atu i tana ngaohiko i hangaia.Ko te utu nui ka puta mai i te nui o te kiato o naianei, nga korero utu kaitaua, me etahi atu, ka puta mai he maha o nga raru, tae atu ki te (i) te tukunga o te whakarewa Li i runga i te anode, ka tino pa ki te mahi hiko o te pākahiko me te haumaru;(ii) te pirau o te rauemi cathode, te tuku hāora;me (iii) te pirau o te electrolyte waro, te tuku i te wera me nga hua hau (H2, hydrocarbons, CO, etc.), he kawenga mo te rere waiariki.He uaua nga tauhohenga hiko i te wa o te pirau, ko etahi kei raro nei.
Ko te whetūriki (*) e tohu ana i ahu mai te hau hauwai i te porotiki, ka waiho he roopu i hangaia i te wa o te waikura warowaiha ki te cathode, ka marara ki te anode kia whakahekehia ka whakaputa H2.
I runga i nga rereketanga o a raatau mahi, ka taea te whakarōpūtia nga taapiri whakamarumaru utu nui hei taapiri redox shuttle me nga taapiri kati.Ko te mea o mua he tiaki i te pūtau mai i te utu nui, ka mutu te mahi o te pūtau.
Ka mahi nga taapiri waka rererangi Redox ma te whakaheke hiko i te taikaha o te utu i werohia ki roto i te pākahiko ina paheke te utu.Ka rite ki whakaaturia i roto iWhakaatu 3F, Ko te tikanga he mea hangai i runga i te taapiri redox he iti ake te kaha o te waiora i tera o te pirau anodic electrolyte.I runga i te mata o te cathode kua nui te utu, ka waikurahia te taapiri redox ki te ahua [O], ka hoki ki tona ahua taketake [R] i runga i te mata o te anode i muri i te whakamaaramatanga ma te electrolyte.Muri iho, ka taea te huri whakamuri te taapiri whakaheke ki te cathode, a ko te huringa hiko o te "whakahekenga-whakaheke-whakaheke-whakaheke" ka taea te pupuri mo ake tonu atu, no reira ka maukati te kaha o te cathode mai i te utu morearea.Kua whakaatuhia e nga rangahau ko te pumanawa redox o nga taapiri kia tata ki te 0.3 ki te 0.4 V ki runga ake i te kaha o te cathode.
Kua whakawhanakehia he raupapa o nga taapiri me nga hanganga matū pai me nga pumanawa redox, tae atu ki te organometallic metallocenes, phenothiazines, triphenylamines, dimethoxybenzenes me o raatau, me te 2-(pentafluorophenyl) -tetrafluoro-1,3,2-benzodioxaboroleWhakaahua 3G).Ma te whakakakahu i nga hanganga rapoi, ka taea te whakakoi i nga pumanawa waiora taapiri ki runga ake i te 4 V, e tika ana mo te whakawhanake tere o nga rauemi cathode ngaohiko teitei me nga electrolytes.Ko te kaupapa hoahoa taketake ko te whakaheke i te orbital molecular teitei e nohoia ana o te taapiri ma te taapiri i nga whakakapinga tango irahiko, ka piki ake te kaha o te waikura.I tua atu i nga taapiri waro, etahi tote pararopi, ehara i te mea ka taea anake te mahi hei tote electrolyte engari ka taea ano te mahi ano he waka redox, penei i nga tote tautau perfluoroborane [ara, lithium fluorododecaborates (Li2B12F).xH12−x)], kua kitea hoki he pai rawa atu nga taapiringa waka redox.
Ko nga taapiri taapiri whakaweto he karaehe o nga taapiri whakamarumaru utu nui e kore e taea te huri.Ka mahi ma te tuku hau i nga pumanawa teitei, na reira ka whakahohe i te taputapu haukoti o naianei, ma te whakamaarama hiko hiko i nga waahi teitei hei whakamutu i te mahi pākahiko i mua i te puta mai o nga hua kino (Whakaatu 3H).Ko nga tauira o mua ko te xylene, cyclohexylbenzene, me te biphenyl, engari ko nga tauira o enei ko te biphenyl me etahi atu puhui kakara kua whakakapia (Whakaatu 3I).Ko nga hua kino o nga taapiri kati ko te mahi mo te wa roa me te mahi rokiroki o nga LIB na te mea kaore e taea te whakahoki mai o enei pūhui.
Hei whakaoti rapanga i te wahanga 2 (te whakaemi wera me te mahi tuku hau)
Nga rauemi cathode pono.Ko nga waikura whakarewa Lithium, penei i nga waikura paparanga LiCoO2, LiNiO2, me LiMnO2;te waikura-momo LiM2O4;me te momo polyanion LiFePO4, he rauemi cathode e whakamahia nuitia ana, heoi, he take haumaru ina koa i nga wera teitei.I roto ia ratou, ko te LiFePO4 te hanganga olivine he tino haumaru, he pumau ki te 400 ° C, i te mea ka timata a LiCoO2 ki te pirau i te 250 ° C.Ko te take i pai ake ai te haumaru o te LiFePO4 ko te katoa o nga katote hāora e hanga ana i nga hononga kovalent kaha ki te P5+ hei hanga i te PO43− polyanions tetrahedral, e whakapumau ana i te katoa o te anga ahu-toru me te pai ake o te pai ki te whakataurite ki etahi atu rauemi cathode, ahakoa kei reira tonu. kua korerotia etahi aitua ahi pākahiko.Ko te maaharahara nui mo te haumaru ka puta mai i te pirau o enei rauemi cathode i te teitei o te mahana me te tuku hāora tukutahi, katahi ka puta te wera me te pahū, ka tino whakararu i te haumarutanga o te pākahiko.Hei tauira, ko te hanga karaihe o te waikura paparanga LiNiO2 karekau i mau na te mea kei te noho a Ni2+, he rite te rahi o te katote ki to Li+.Ko Li kua whakataraxNiO2 (x< 1) ka huri ki te ahua o te wahanga spinel-momo LiNi2O4 (spinel) me te rocksalt-momo NiO, me te hāora i tukuna ki roto i te wai hiko i te takiwa o te 200°C, e arai ana ki te ngingiha electrolyte.
He nui te kaha ki te whakapai ake i te pumau o te waiariki o enei rauemi cathode ma te doping ngota me te paninga whakamarumaru mata.
Ka taea e te doping ngota te whakanui ake i te pumau o te waiariki o nga rawa waikura paparanga na runga i nga hanganga karaihe whakapumau.Ko te pumau o te waiariki o LiNiO2, Li1.05Mn1.95O4 ranei ka taea te whakapai ake ma te whakakapi i tetahi waahanga o Ni, Mn ranei me etahi atu kaona whakarewa, penei i te Co, Mn, Mg, me Al.Mo te LiCoO2, ko te whakaurunga o te doping me te whakakotahitanga o nga huānga penei i te Ni me te Mn ka kaha te whakanui ake i te pāmahana o te timatanga o te pirau.THakihea, me te karo ano i nga tauhohenga me te electrolyte i nga wera teitei.Heoi, ko te pikinga o te whakamaarama o te waiariki cathode i te nuinga o te waa ka tae mai me nga patunga i roto i te kaha motuhake.Hei whakaoti i tenei raru, kua hangaia he rauemi cathode kukū-rōnaki mō ngā pākahiko lithium ka taea te utu i runga i te paparanga lithium nickel cobalt manganese oxide (Whakaahua 4A).I roto i tenei rauemi, kei ia matūriki te nuinga o te pokapū o te Ni-taonga me te paparanga o waho Mn, me te heke o te kuhanga Ni me te whakanui ake i te Mn me te Co i te wa e whakatata ana te mata (Whakaatu 4B).Ko te mea o mua e whakarato ana i te kaha teitei, engari ko te mea whakamutunga ka whakapai ake i te pumau o te waiariki.I whakaatuhia tenei rauemi cathode hou ki te whakapai ake i te haumaru o nga pākahiko me te kore e whakararu i a raatau mahi hiko (Whakaatu 4C).
Fig. 4 Nga rautaki hei whakaoti i nga take i te wahanga 2: Cathodes pono.
(A) Hoahoa hoahoa o te matūriki hiko takatika me te matua whai-Ni e karapotia ana e te paparanga o waho kukū-rōnaki.Kei ia matūriki te nuinga o te Ni-taonga Ni-pokapū Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2 me te paparanga o waho Mn-taonga [Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2] me te heke o te kukū Ni me te whakanui ake i te Mn me te Co. ka tata te mata.Ko te mea o mua e whakarato ana i te kaha nui, engari ko te mea whakamutunga ka pai ake te pumau o te waiariki.Ko te hanganga toharite ko Li(Ni0.68Co0.18Mn0.18)O2.Kei te taha matau ano he moroiti irahiko matawai o te matūriki angamaheni.(B) Irahiko-tirohanga x-ray microanalysis hua o te waikura lithiated whakamutunga Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2.Ka kitea te rerekee haere o te kukū o Ni, Mn, me Co i roto i te whakawhangai.Ka heke te kukū o Ni, ka piki ake te Co me Mn ki te mata.(C) Ko nga tohu karapa rereke (DSC) e whakaatu ana i te rere o te wera mai i te tauhohenga o te electrolyte ki te rauemi kukū-rōnaki Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2, te rauemi matua Ni-taonga Li(Ni0.8Co0.1Mn0. 1)O2, me te paparanga waho Mn-taonga [Li(Ni0.46Co0.23Mn0.31)O2].I utaina nga rauemi ki te 4.3 V. (A), (B), me (C) kua tukuna me te whakaaetanga mai i te Springer Nature.(D) Mauī: Whakawhitinga irahiko microscopy (TEM) atahanga marama-marama o te AlPO4 nanoparticle-coated LiCoO2;ka whakauhia e te hianga-a-rorohiko te whakamaarama i nga waahanga Al me te P kei te paparanga paninga.Matau: Ko te ahua TEM teitei e whakaatu ana i nga nanoparticles AlPO4 (~ 3 nm te whanui) i roto i te paparanga whakakikorua nanoscale;ka tohu nga pere i te atanga i waenga i te paparanga AlPO4 me te LiCoO2.(E) Mauī: He pikitia o te pūtau kei roto i te katode LiCoO2 karekau i muri i te whakamatautau utu nui 12-V.Ka wera te pūtau, ka pahū i taua ngaohiko.Matau: He pikitia o te pūtau kei roto te AlPO4 nanoparticle-whakakikoruatia LiCoO2 i muri i te whakamatautau utu nui 12-V.Ko te (D) me te (E) ka tukuna me te whakaaetanga mai i a John Wiley me Sons.
Ko tetahi atu rautaki ki te whakapai ake i te waiariki ko te whakakakahu i te papanga cathode ki te paparanga angiangi whakamarumaru o nga pūhui whakahaere Li+ waiariki, ka taea te aukati i te whakapiri tika o nga rauemi cathode me te electrolyte me te whakaiti i nga tauhohenga taha me te whakaputa wera.Ka taea e nga paninga he kiriata parakore [hei tauira, ZnO, Al2O3, AlPO4, AlF3, me etahi atu], ka taea te whakahaere i nga katote Li i muri i te whakamahana (Whakaahua 4, D me E), he kiriata pararopi ranei, penei i te poly(diallyldimethylammonium chloride), nga kiriata whakamarumaru i hangaia e te γ-butyrolactone additives, me nga taapiri multicomponent (kei roto i te vinylene carbonate, 1,3-propylene sulfite, me te dimethylacetamide).
Ko te whakauru i te paninga me te whakarea pāmahana pai he pai hoki mo te whakanui ake i te haumaru cathode.Hei tauira, ka taea e te poly(3-decylthiophene)–cathodes LiCoO2 whakakikoruatia nga tauhohenga hiko me nga tauhohenga taha ka piki ake te pāmahana ki te>80°C, na te mea ka tere te huri o te paparanga polymer conductive ki te ahua tino parenga.Ko nga paninga o nga oligomers kua whakakorehia e ia ano me te hoahoanga peka-nui ka taea te mahi hei paparanga arai whakaahuru waiariki hei kati i te pākahiko mai i te taha cathode.
Kaikohi o naianei ka taea te whakawhiti wera.Ko te katinga o nga tauhohenga hiko i te wa e piki ake ai te pāmahana pākahiko i te atamira 2 ka taea te aukati i te pāmahana kia kore e piki ake.Kua whakauruhia he huringa polymer polymer tere me te whakahuri (TRPS) ki roto ki te kaikohi o naianei (Whakaatu 5A).Ko te kiriata angiangi TRPS ko nga matūriki nickel nanostructured (GrNi) conductive graphene-coated spiky nanostructured (GrNi) hei whakakī conductive me te matrix PE me te whakarea whakarea wera nui (α ~ 10−4 K−1).Ko nga kiriata polymer composite rite-hangaia e whakaatu ana i te kawe teitei (σ) i te pāmahana rūma, engari ka tata te pāmahana ki te pāmahana whakawhiti (Ts), ka heke te kawe i roto i te 1 s ma te whitu ki te waru ota o te rahi na te roha o te rōrahi polymer, e wehe ana i nga matūriki kawe me te wawahi i nga ara kawe (Whakaatu 5B).Ko te kiriata ka waiho hei whakamaarama ka mutu te mahi o te pākahiko (Whakaatu 5C).He tino whakahuri tenei mahi ka taea te mahi ahakoa i muri i te maha o nga huihuinga wera me te kore e whakararu i te mahi.
Whakaahua 5 Nga rautaki hei whakaoti i nga take i te wahanga 2.
(A) Whakaahuatanga hoahoanga o te tikanga whakawhiti waiariki o te kaikohi o naianei TRPS.Ko te pākahiko haumaru he kotahi, e rua ranei nga kaikohi o naianei kua pania ki te paparanga TRPS kikokore.Ka mahi noa i te pāmahana rūma.Heoi, i te mea he nui te pāmahana, he nui ranei te naianei, ka nui haere te matrix polymer, na reira ka wehea nga matūriki whakahaere, ka taea te whakaheke i te kawe, ka tino whakanui ake i te aukati me te kati i te pākahiko.Ko te hanganga o te pākahiko ka taea te tiaki me te kore e pakaru.I te whakamataotanga, ka mimiti te waerau ka hoki ano ki nga ara whakahaere taketake.(B) Ko nga huringa parenga o nga kiriata TRPS rereke hei mahi o te mahana, tae atu ki te PE / GrNi me nga momo rereke GrNi me te PP / GrNi me te 30% (v / v) te utaina o GrNi.(C) He whakarāpopototanga kaha o te pākahiko LiCoO2 haumaru i waenga i te 25°C me te kati.Ko te kaha tata-kore i te 70°C e tohu ana i te kati katoa.Ko te (A), (B), me te (C) ka tukuna me te whakaaetanga mai i te Springer Nature.(D) Whakaaturanga hoahoanga o te ariā kati moroiti mo nga LIB.Ka mahihia nga hiko me nga microspheres thermoresponsive e, i runga ake i te taumahatanga o te pākahiko o roto, ka uru ki te whakawhiti waiariki (rewa).Ka whakakikoruatia te mata o te papa hiko, ka hanga he arai whakamaarama katote me te kati i te pūtau pākahiko.(E) He kiriuhi hiato pararopi angiangi me te tu motuhake he 94% nga matūriki konumohe me te 6% te rapa styrene-butadiene (SBR) i whakaritea e te tikanga whakarewa otinga.Matau: Ko nga whakaahua e whakaatu ana i te pumau o te waiariki o te whakawehe hiato parakore me te whakawehe PE.Ka mauhia nga wehenga i te 130°C mo te 40 meneti.I tino heke te PE i te waahi me te tapawha iraira.Heoi, karekau te whakawehe hiato i whakaatu i te tino heke.I whakaputahia me te whakaaetanga a Elsevier.(F) Hanganga ngota o etahi waerau-whakarewa teitei o te pāmahana hei rauemi whakawehe me te iti o te pawera teitei.Runga: polyimide (PI).Waenga: cellulose.Raro: poly(butylene) terephthalate.(G) Mauī: Whakatauritenga o te DSC spectra o te PI me te whakawehe PE me te PP;te whakawehe PI whakaatu pai pūmautanga waiariki i te awhe pāmahana i 30° ki 275°C.Matau: Ko nga whakaahua kamera mamati e whakatairite ana i te makuku o te whakawehe arumoni me te whakawehe PI i whakahiatotia me te propylene carbonate electrolyte.I whakaputahia me te whakaaetanga mai i te American Chemical Society.
Weariki whakaweto whakaweto.Ko tetahi atu rautaki hei aukati i nga pākahiko mai i te rere waiariki i te wahanga 2 ko te kati i te ara kawe o nga katote Li i roto i te whakawehe.Ko nga Kaiwehewehe he waahanga matua mo te haumarutanga o nga LIB, na te mea ka aukati i te whakapiri hiko tika i waenga i te cathode kaha-nui me nga rauemi anode i te wa e tuku ana i te kawe katote.Ko te PP me te PE nga mea e whakamahia nuitia ana, engari he ngoikore te pumau o te waiariki, me nga tohu rewa o ~165° me ~135°C, ia.Mo te LIB arumoni, kua tauhokohokohia nga kaiwehewehe me te hanganga tuatoru PP/PE/PP, kei reira te PE he paparanga whakamarumaru o waenga.Ka piki ake te pāmahana o roto o te pākahiko ki runga ake i te pāmahana tino nui (~ 130°C), ka rewa te paparanga PE maiengi, ka kati i nga pores kiriata me te aukati i te heke o nga katote i roto i te electrolyte wai, ko te paparanga PP e whakarato tautoko miihini hei karo i roto. whakapoto .Ko te tikanga, ka taea hoki te katinga o te LIB i te werawera ma te whakamahi i te PE thermoresponsive, te moroiti wax paraffin ranei hei paparanga whakamarumaru o nga anodes pākahiko, whakawehe ranei.Ka tae te pāmahana pākahiko o roto ki te uara tino nui, ka rewa nga microspheres ka whakakakahu i te anode/whakawehe ki te arai kore-permeable, ka aukati i te kawe Li-ion me te kati tonu i te pūtau (Whakaahua 5D).
Ko nga kaiwhakawehe me te mau tonu o te waiariki.Hei whakapai ake i te pumau o te waiariki o nga kaiwhakawehe pākahiko, e rua nga huarahi kua whakawhanakehia i roto i nga tau kua hipa:
(1) Ko nga kaiwehewehe karamik-whakarei ake, he mea hanga ma te paninga tika, ma te tipu-a-mata ranei o nga paparanga keramika penei i te SiO2 me te Al2O3 i runga i nga papa whakawehe polyolefin o naianei, ma te whakauru ranei i nga paura uku ki roto i nga rauemi polymeric (Whakaatu 5E), whakaatu i nga tohu whakarewa tino teitei me te kaha miihini teitei me te kaha o te kawe wera.Ko etahi whakawehe hiato i hangaia ma tenei rautaki kua tauhokohoko, penei i a Separion (he ingoa hokohoko).
(2) Ko te whakarereke i nga rauemi whakawehe mai i te polyolefin ki nga polymers pāmahana whakarewa teitei me te iti o te whakaheke i runga i te whakamahana, penei i te polyimide, cellulose, poly(butylene) terephthalate, me etahi atu poly(esters), he rautaki whai hua mo te whakapai ake i te pumau o te waiariki. o nga wehenga (Whakaatu 5F).Hei tauira, ko te polyimide he polymer thermosetting e kiia ana he momo rerekee na te mea he pai te pumau o te waiariki (e mau ana i runga i te 400°C), he pai te atete matū, he kaha te kaha, he pai te makuku electrolyte, me te mura o te mura (Whakaahua 5G).
Pukahiko me te mahi whakamatao.Kua whakamahia nga punaha whakahaere waiariki-tauine e taea ana e te tohanga o te hau, te whakamatao wai ranei hei whakapai ake i te mahi o te pākahiko me te whakaiti i te piki o te pāmahana.I tua atu, kua whakaurua nga rauemi whakarereke-waahi penei i te waki paraffin ki roto i nga kete pākahiko hei mahi hei totohu wera ki te whakarite i te pāmahana, na reira ka karo i te kino o te pāmahana.
Hei whakaoti rapanga i te wahanga 3 (te wera me te pahū)
Te wera, te hāora, me te wahie, e kiia nei ko te "taitoru ahi," ko nga kai e tika ana mo te nuinga o nga ahi.Na te whakaemi o te wera me te hāora i puta i nga wahanga 1 me te 2, ka timata te wahie (ara, nga electrolyte tino mura) ki te mura.Ko te whakaheke i te mura o nga whakarewa hiko he mea nui mo te haumaru pākahiko me etahi atu tono nui-nui o nga LIB.
Ko nga taapiri aukati mura.He nui nga mahi rangahau kua whakapau kaha ki te whakawhanake i nga taapiri-a-ra ki te whakaheke i te mura o nga wai hiko.Ko te nuinga o nga taapiri aukati mura e whakamahia ana i roto i nga electrolytes wai e hangai ana i runga i nga puhui ūkuikui pararopi, i nga puhui hauwau waro ranei.I te mea he morearea te halogens ki te taiao me te hauora o te tangata, ko nga puhui ūkuikui waro he kaitono pai ake hei taapiri-a-muri na te kaha o te kaha ki te aukati mura me te ngawari ki te taiao.Ko nga puhui ūkuikui waro ko te trimethyl phosphate, triphenyl phosphate, bis(2-methoxyethoxy)methylallylphosphonate, tris(2,2,2-trifluoroethyl) phosphite, (ethoxy)pentafluorocyclotriphosphazene, ethylene ethyl phosphate, etc.Whakaatu 6A).Ko te tikanga mo te whakamaaramatanga o te mura o enei puhui ūkuikui kei roto i te nuinga o te wa e whakaponohia ana he mahinga matū tuwhena-raira.I te wa ngingiha, ka taea e nga ngota ngota e mau ana i te ūkuikui te pirau ki nga momo tutoro-kore-kore, ka taea te whakamutu i nga tuwhenawhe (hei tauira, nga tuwhena H me te OH) i hangaia i te wa whakatōpū tauhohenga mekameka e whai kawenga ana mo te wera tonu (Whakaahua 6, B me C).Ko te mea pouri, ko te whakahekenga o te mura o te ahi me te taapiri atu o enei whakaahuru ūkuikui-kei roto i te mura o te ahi ka pa ki te mahi hiko.Hei whakapai ake i tenei tauhokohoko, kua whakarereketia e etahi atu kairangahau to ratou hanganga ngota: (i) ka taea e te fluorinating etahi o nga alkyl phosphates te whakapai ake i to ratou mauri whakaheke me te whaihuatanga o te mura ahi;(ii) te whakamahi i nga pūhui he mea whakamarumaru te hanga kiriata me te aukati mura, penei i te bis(2-methoxyethoxy)methylallylphosphonate, ka taea e nga roopu allylic te polymerize me te hanga i tetahi kiriata SEI pumau i runga i nga papa kauwhata, na reira ka aukati i te taha kino. tauhohenga;(iii) te huringa o te P(V) phosphate ki te P(III) phosphites, e whakaahuru ana i te hanga SEI me te kaha ki te whakakore i te PF5 morearea [hei tauira, tris(2,2,2-trifluoroethyl) phosphite];me (iv) te whakakapi i nga taapiri organophosphorus ki te cyclic phosphazenes, ina koa ko te fluorinated cyclophosphazene, he pai ake te hototahi hiko.
Whakaahua 6 Nga rautaki hei whakaoti i nga take i te wahanga 3.
(A) Ko nga hanganga rapoi o nga taapiri aukati mura.(B) Ko te tikanga mo te aukati mura o enei puhui ūkuikui i roto i te nuinga o te whakaaro he tukanga matū tuwhenawhero, e taea ai te whakakore i nga tauhohenga mekameka tuwhena e pa ana ki te tauhohenga ngingiha i te wahanga hau.TPP, triphenyl phosphate.(C) Ka taea te whakaiti i te wa tinei-whaiaro (SET) o te hiko warowaikawa angamaheni me te taapiri o te triphenyl phosphate.(D) Te hoahoanga o te whakawehe hiko "mohio" me nga waahi whakaahuru-a-waariki mo nga LIB.Ko te whakawehe-kore-kore he mea tito he microfibers me te anga-matua anga, kei reira te mura ahi te uho me te polymer te anga.I runga i te wera o te waiariki, ka rewa te anga polymer katahi ka tukuna te parenga mura o te ahi ki roto i te electrolyte, na reira ka taea te pehi i te mura me te wera o nga electrolytes.(E) Ko te ahua SEM o te TPP@PVDF-HFP microfibers i muri i te tuhi e whakaatu marama ana to ratou anga-matua.Pae tauine, 5 μm.(F) Ko nga anga ngota angamaheni o te wai katote pāmahana rūma e whakamahia ana hei electrolytes kore mura mo nga LIB.(G) Ko te hanganga ngota o te PFPE, he tairitenga PEO perfluorinate kore e mura.E rua nga roopu methyl carbonate ka whakarereketia i runga i nga pito o nga mekameka polymer hei whakarite i te hototahitanga o nga ngota ngota me nga punaha pākahiko o naianei.
Me tohu he tauhokohoko i nga wa katoa i waenga i te iti o te muramura o te electrolyte me te mahi pūtau mo nga taapiri kua whakarārangihia, ahakoa kua pai ake tenei whakararu na roto i nga hoahoa ngota i runga ake nei.Ko tetahi atu rautaki e whakaarohia ana hei whakaoti i tenei raru ko te whakauru i te parenga mura ki roto i te anga polymer whakamarumaru o nga microfibers, ka whakahiatotia ano hei whakawehe kore whatu (Whakaahua 6D).I hangaia he momo whakawehe microfiber kore-whatu hiko me nga mea whakaahuru-a-waariki mo nga LIB.Ko te whakaurunga o te mura ahi i roto i te anga polymer whakamarumaru ka aukati i te puta tika o te mura ahi ki te electrolyte, ka aukati i nga paanga kino mai i nga taarua ki te mahi hiko o te pākahiko (Whakaatu 6E).Heoi, ki te rere te waiariki o te pākahiko LIB, ka rewa te anga poly(vinylidenefluoride-hexafluoro propylene) copolymer (PVDF-HFP) i te pikinga o te pāmahana.Katahi ka tukuna te riipene mura ahi trihenyl phosphate ki roto i te electrolyte, na reira ka pehia te wera o nga electrolytes tino mura.
I whakawhanakehia ano he kaupapa "te hiko-tote" hei whakatau i tenei raruraru.Ko enei electrolytes pararopi whakaweti ahi mo nga pākahiko rechargeable kei roto ko LiN(SO2F)2 hei tote me te mura ahi rongonui o te trimethyl phosphate (TMP) hei whakarewa anake.Ko te hanga ohorere o te SEI pararopi i ahu mai i te tote i runga i te anode he mea tino nui mo te mahi hiko hiko.Ka taea te whakawhänuihia tënei rautaki hou ki ëtahi atu parenga mura, ä, ka whakatuwherahia tëtahi huarahi hou mo te whakawhanake i nga whakarewa mura-muri hou mo nga LIB haumaru ake.
Nga wai hiko kore mura.Ko te otinga tino pai mo nga take haumaru o te electrolyte ko te whakawhanake i nga electrolyte kore e mura.Ko tetahi roopu o nga electrolytes kore e ngiha kua tino rangahaua ko nga wai katote, ina koa ko nga wai katote i te pāmahana rūma, he mea karekau (kaore e kitea te pehanga kohu i raro i te 200°C) me te kore e mura me te whanui te matapihi pāmahana (Whakaatu 6F).Heoi ano, me rangahau tonu ki te whakaoti i nga take o te iti o te kaha reiti ka puta mai i te nui o te pokey, te iti o te tau whakawhiti Li, te koretake o te cathodic, te whakaheke ranei, me te utu nui o te wai katote.
Ko nga hydrofluoroethers te taumaha iti-iti ko tetahi atu akomanga o nga electrolytes wai kore e ngiha na te mea he teitei, kaore ranei he uira, he kore mura, he iti te mata, he iti te pokey, he iti te pāmahana mīti, aha atu.Me hanga te hoahoa irapoo tika ki te urutau i o raatau matū kia tutuki nga paearu o te hiko hiko.Ko tetahi tauira tino pai kua panuitia tata nei ko te perfluoropolyether (PFPE), he tairitenga polyethylene oxide (PEO) perfluorinated e mohiotia ana mo tona kore mura (Whakaahua 6G).E rua nga roopu methyl carbonate ka whakarereketia i runga i nga roopu mutunga o nga mekameka PFPE (PFPE-DMC) hei whakarite i te hototahitanga o nga ngota me nga punaha pākahiko o naianei.No reira, ka taea e te kore mura me te pumau o te waiariki o nga PFPE te whakapai ake i te haumaru o nga LIB me te whakanui ake i te tau whakawhiti electrolyte na runga i te hoahoa hanganga ngota.
Ko te wahanga 3 te waahanga whakamutunga engari he mea tino nui mo te tukanga rerenga waiariki.E tia ia tapaohia e noa ’tu e ua haapuaihia te mau tutavaraa rahi no te faaiti mai i te mori o te mau electrolyte pape o te mau tao‘a apî, te faaohiparaa i te mau electrolytes papu ore o te ore e nehenehe e haavîhia e faaite ra i te parau fafau rahi.Ko nga electrolytes totoka te nuinga ka taka ki nga waahanga e rua: nga electrolytes uku pararopi [sulfides, oxides, nitrides, phosphates, etc.] me nga electrolytes polymer totoka [te whakakotahitanga o nga tote Li me nga polymers, penei i te poly(ethylene oxide), polyacrylonitrile, etc.] .Ko nga mahi ki te whakapai ake i nga electrolytes totoka e kore e whakamaarama i konei, na te mea kua tino whakarapopotohia tenei kaupapa i roto i nga arotake tata nei.
WHAKAMAHI
I nga wa o mua, he maha nga rauemi hou i hangaia hei whakapai ake i te haumaru o te pākahiko, ahakoa kaore ano kia tino whakatauhia te raru.I tua atu, he rereke nga tikanga e pa ana ki nga take haumaru mo ia matū pākahiko rereke.No reira, me hoahoa nga rauemi motuhake mo nga pākahiko rereke.E whakapono ana matou kei te kitea tonu nga tikanga pai ake me nga rawa i hangaia pai.I konei, ka whakarārangihia e matou etahi huarahi e taea ana mo te rangahau haumaru pākahiko a meake nei.
Tuatahi, he mea nui ki te whakawhanake i roto i te waahi, i roto ranei i nga tikanga operando ki te kite me te aroturuki i nga tikanga hauora o roto o nga LIB.Hei tauira, he hononga tata te tukanga rerenga waiariki ki te pāmahana o roto, te pikinga pehanga ranei i roto i nga LIB.Heoi, he uaua te tohatoha o te pāmahana i roto i nga pākahiko, me nga tikanga kia tika te aro turuki i nga uara mo nga electrolytes me nga hiko, me nga wehenga.No reira, ko te kaha ki te ine i enei tawhā mo nga waahanga rereke he mea nui mo te tirotiro me te aukati i nga aitua haumaru pākahiko.
He mea nui te pumau o te waiariki mo te haumaru o te pākahiko.Ko nga polymers katahi ano ka whanakehia me nga tohu whakarewa teitei e whai hua ana ki te whakanui ake i te tika o te waiariki o te whakawehe.Heoi, he iti tonu o raatau taonga miihini, he tino whakaiti i to raatau mahi i te wa e huihui ana te pākahiko.I tua atu, ko te utu tetahi take nui e tika ana kia whakaarohia mo nga tono mahi.
Ko te whanaketanga o nga electrolytes totoka te ahua te otinga tino pai mo nga take haumaru o nga LIB.Ko te electrolyte totoka ka tino whakaitihia te tupono o te poto o roto o te pākahiko, me te tupono o te ahi me te pahū.Ahakoa kua whakapau kaha ki te ahu whakamua o nga electrolytes totoka, kei te heke tonu a raatau mahi ki muri o nga electrolytes wai.Ko nga hiato o nga electrolytes pararopi me te polymer e whakaatu ana i te kaha nui, engari me tino hoahoa me te whakarite.Ko ta matou e whakamohio ana ko te hoahoa tika o nga atanga pararopi-polymer me te hangahanga o te tirohanga he mea nui mo te kawe Li-ion pai.
Me tohu ko te electrolyte wai ehara i te mea anake te waahanga pākahiko e mura ana.Hei tauira, ka nui te utu o nga LIB, ko nga rauemi anode kua whakangiha (hei tauira, te kauwhata hiko) he awangawanga nui mo te haumaru.Ko nga parenga mura ka taea te aukati i te ahi o nga rawa-toka e tino tonohia ana hei whakanui ake i to raatau haumaru.Ka konatunatuahia nga parenga mura ki te kauwhata i roto i te ahua o te here polymer, anga whakahaere ranei.
Ko te haumarutanga o te pākahiko he raru tino uaua me te maamaa.Ko te wa kei te heke mai mo te haumarutanga o te pākahiko me kaha ake nga mahi rangahau miihini taketake mo te maaramatanga hohonu hei taapiri atu ki nga tikanga tohu tohu matatau ake, ka taea te tuku atu korero hei arahi i te hoahoa rauemi.Ahakoa e arotahi ana tenei Arotakenga ki te haumaru taumata-raupapa, me mahara ano me whai huarahi mo te katoa ki te whakaoti i te take haumaru o nga LIB, kei reira nga rawa, nga waahanga pūtau me te whakatakotoranga, me nga waahanga pākahiko me nga kete e rite ana nga mahi kia pono ai nga pākahiko i mua atu. ka tukuna ki te maakete.
HE WHAKAMAHI ME TE WHAKAMAHI
Kai Liu, Yayuan Liu, DingchangLin, Allen Pei, Yi Cui, Rauemi mo te haumaru pākahiko lithium-ion, ScienceAdvances, DOI:10.1126/sciadv.aas9820
Wā tuku: Hune-05-2021
