Cùl-fhiosrachadh

Ann an 1800, thog am fiosaig Eadailteach A. Volta am pile bholtaic, a dh’ fhosgail toiseach bataraidhean practaigeach agus a thug cunntas air a’ chiad uair cho cudromach sa tha electrolyte ann an innealan stòraidh lùth electrochemical. Faodar an electrolyte fhaicinn mar chòmhdach dealanach dealanach agus giùlan ion ann an cruth leaghan no cruaidh, air a chuir a-steach eadar na dealanan àicheil agus dearbhach. Aig an àm seo, tha an electrolyte as adhartaiche air a dhèanamh le bhith a 'sgaoileadh an t-salann lithium cruaidh (me LiPF6) ann an solvent carbonate organach neo-uisgeach (me EC agus DMC). A rèir cruth agus dealbhadh cealla coitcheann, tha an electrolyte mar as trice a’ dèanamh suas 8% gu 15% de chuideam cealla. Dè's barrachd, an lasair agus an raon teòthachd obrachaidh as fheàrr de -10°C gu 60°C gu mòr a’ cur bacadh air tuilleadh leasachaidh air dùmhlachd cumhachd bataraidh agus sàbhailteachd. Mar sin, thathas den bheachd gur e foirmlean electrolyte ùr-ghnàthach am prìomh neach-comasachaidh airson leasachadh an ath ghinealach de bataraidhean ùra.

Tha luchd-rannsachaidh cuideachd ag obair gus diofar shiostaman electrolyte a leasachadh. Mar eisimpleir, cleachdadh fuasglaidhean fluorinated as urrainn rothaireachd lithium meatailt èifeachdach a choileanadh, electrolytes cruaidh organach no neo-organach a tha buannachdail do ghnìomhachas a’ charbaid agus “bataraidhean stàite cruaidh” (SSB). Is e am prìomh adhbhar ma thèid an electrolyte cruaidh a chuir an àite an electrolyte leaghaidh tùsail agus an diaphragm, faodar sàbhailteachd, dùmhlachd lùth singilte agus beatha bataraidh a leasachadh gu mòr. An ath rud, bidh sinn a 'toirt geàrr-chunntas air adhartas rannsachaidh electrolytes cruaidh le diofar stuthan.

Electrolytes cruaidh neo-organach

Chaidh electrolytes cruaidh neo-organach a chleachdadh ann an innealan stòraidh lùth electroceimiceach malairteach, leithid cuid de bhataraidhean ath-thagraidh àrd-teòthachd Na-S, bataraidhean Na-NiCl2 agus prìomh bataraidhean Li-I2. Air ais ann an 2019, sheall Hitachi Zosen (Iapan) bataraidh pouch làn-stàite de 140 mAh airson a chleachdadh san fhànais agus deuchainn air an Stèisean Fànais Eadar-nàiseanta (ISS). Tha am bataraidh seo air a dhèanamh suas de electrolyte sulfide agus co-phàirtean bataraidh eile nach deach fhoillseachadh, comasach air obrachadh eadar -40°C agus 100°C. Ann an 2021 tha a' chompanaidh a' toirt a-steach bataraidh cruaidh le comas nas àirde de 1,000 mAh. Tha Hitachi Zosen a’ faicinn gu bheil feum air bataraidhean cruaidh airson àrainneachdan cruaidh leithid àite agus uidheamachd gnìomhachais ag obair ann an àrainneachdan àbhaisteach. Tha a' chompanaidh an dùil comas a' bhataraidh a dhùblachadh ro 2025. Ach gu ruige seo, chan eil toradh bataraidh làn-stàite far-na-sgeilp a ghabhas cleachdadh ann an carbadan dealain.

Electrolytes organach leth-chruaidh agus cruaidh

Anns an roinn electrolyte cruaidh organach, tha Bolloré na Frainge air malairteachadh soirbheachail a dhèanamh air electrolyte seòrsa gel PVDF-HFP agus electrolyte PEO seòrsa gel. Tha a’ chompanaidh cuideachd air prògraman pìleat roinneadh chàraichean a chuir air bhog ann an Ameireaga a Tuath, san Roinn Eòrpa agus ann an Àisia gus an teicneòlas bataraidh seo a chuir an sàs ann an carbadan dealain, ach cha deach gabhail ris a’ bhataraidh polymer seo gu farsaing ann an càraichean luchd-siubhail. Is e aon fheart a tha a’ cur ris an droch uchd-mhacachd malairteach aca nach gabh an cleachdadh ach aig teòthachd an ìre mhath àrd (50°C gu 80°C) agus raointean bholtachd ìosal. Tha na bataraidhean sin a-nis gan cleachdadh ann an carbadan malairteach, leithid cuid de bhusaichean baile-mòr. Chan eil cùisean sam bith ann a bhith ag obair le bataraidhean fìor-ghlan polymer electrolyte aig teòthachd an t-seòmair (ie, timcheall air 25°C).

Tha an roinn semisolid a’ toirt a-steach electrolytes fìor viscous, leithid measgachadh salann-solventach, am fuasgladh electrolyte aig a bheil dùmhlachd salainn nas àirde na an ìre àbhaisteach 1 mol / L, le dùmhlachdan no puingean sùghaidh cho àrd ri 4 mol / L. Is e dragh mu mheasgachaidhean electrolyte tiugh an ìre mhath àrd de shalainn flùranach, a tha cuideachd a’ togail cheistean mu shusbaint lithium agus buaidh àrainneachdail nan electrolytes sin. Tha seo air sgàth gu bheil feum air sgrùdadh cuairt-beatha coileanta airson malairteachadh toradh aibidh. Agus feumaidh na stuthan amh airson na electrolytes leth-chruaidh ullaichte a bhith sìmplidh agus furasta am faighinn a-steach do charbadan dealain nas fhasa.

Hybrid electrolytes

Faodar electrolytes tar-chinealach, ris an canar cuideachd electrolytes measgaichte, atharrachadh a rèir electrolytes hybrid fuasgladh uisgeach / organach no le bhith a ’cur fuasgladh electrolyte leaghaidh neo-uisgeach ri electrolyte cruaidh, a’ beachdachadh air saothrachadh agus scalability electrolytes cruaidh agus na riatanasan airson teicneòlas cruachadh. Ach, tha an leithid de electrolytes tar-chinealach fhathast aig ìre rannsachaidh agus chan eil eisimpleirean malairteach ann.

Beachdachaidhean airson leasachadh malairteach air electrolytes

Is e na buannachdan as motha a tha aig electrolytes cruaidh sàbhailteachd àrd agus beatha rothaireachd fada, ach bu chòir beachdachadh gu faiceallach air na puingean a leanas nuair a thathar a’ measadh electrolytes leaghaidh no cruaidh eile:

• Pròiseas saothrachaidh agus dealbhadh siostam de electrolyte cruaidh. Mar as trice bidh bataraidhean tomhais obair-lann a’ toirt a-steach mìrean electrolyte cruaidh le grunn cheudan micron de thighead, còmhdaichte air aon taobh de na dealanan. Chan eil na ceallan beaga cruaidh seo a’ riochdachadh na tha a dhìth airson ceallan mòra (10 gu 100Ah), leis gur e comas 10 ~ 100Ah an sònrachadh as ìsle a tha riatanach airson bataraidhean cumhachd gnàthach.
• Bidh electrolyte solid cuideachd a’ dol an àite àite an diaphragm. Leis gu bheil an cuideam agus an tiugh aige tòrr nas motha na diaphragm PP / PE, feumar atharrachadh gus dùmhlachd cuideam a choileanadh≥350Wh / kgagus dùmhlachd lùtha≥900Wh/L gus casg a chuir air a mhalairteachadh.

Tha bataraidh an-còmhnaidh na chunnart sàbhailteachd gu ìre. Chan eil electrolytes solid, ged a tha e nas sàbhailte na lioftaichean, gu riatanach neo-lasanta. Faodaidh cuid de pholaimirean agus electrolytes neo-organach freagairt le ocsaidean no uisge, a’ toirt a-mach teas agus gasaichean puinnseanta a tha cuideachd nan cunnart teine ​​​​is spreadhaidh. A bharrachd air ceallan singilte, faodaidh plastaic, cùisean agus stuthan pacaid losgadh neo-riaghlaidh adhbhrachadh. Mar sin aig a’ cheann thall, tha feum air deuchainn sàbhailteachd iomlan aig ìre siostaim.