リチウムイオン電池電解質溶剤

リチウムイオン電池は、1970年に最初の電池が製造されて以来、ますます人気が高まっています。初期のリチウム電池は、現在の電池ほど効果的ではありませんでした。リチウムイオン電池は時間とともにますます良くなっているので、時間とともにさらに良くなることが期待できます。携帯電話やノートパソコンでリチウムイオン電池を使用している人は多く、どのように機能するのか、何を使用するのかわかりません。リチウムイオン電池について話し合います。ここを離れると、この記事を読む前よりも賢くなります。

リチウムイオン電解質材料

リチウムイオン電池には通常、アノードとカソードの間で正のリチウムイオンを輸送する役割を果たす電解質があります。アスリートと同じように、リチウムイオン電池には電解質が必要です。電解質とは何かについてまだ混乱している場合は、この名前がギリシャ語のlytosに由来していることを知っておく必要があります。これは、結合または緩めることができることを意味します。要するに、電解質はリチウムイオン電池に見られる導電性溶液です。リチウムイオン電解質の製造に使用される材料には、次のものがあります。

・可溶性塩。

・ 有機溶剤。

・添加剤。

リチウムイオン電解質はどのように機能しますか？

私たちが確立した電解質は、充電時と放電時にカソードからアノードへのイオンの移動を可能にすることにより、バッテリーを導電性にする触媒として機能します。私たちはイオンについて話しているかもしれませんが、あなたはまだイオンが何であるか混乱しています。簡単に言えば、イオンは電子的に帯電し、電子を失ったり獲得したりした原子です。電解質は、可溶性の塩、溶剤、その他の添加剤で構成されていることがわかりました。しかし、リチウムイオン電解質はどのように機能しますか？この電解質がどのように機能するかを調べ、この記事を読んだ後、あなたは新しいことを学びました。

リチウムイオン電池は、ゲル、液体、または乾燥ポリマー電解質を使用します。液体電解質は通常可燃性であり、エチレンカーボネートとほぼ同じ有機溶媒を含むリチウム塩でできています。この溶液をさまざまな炭酸塩と混合すると、導電率が向上し、温度範囲が広がります。ガス発生を減らし、高温の循環を改善するために、他の塩が追加されることもあります。

電解質としてゲルを使用するリチウム電池は、通常、導電率を確実に高めるために非常に多くの添加剤を受け取ります。乾式高分子電解質を使用したリチウムイオン電池にも同じことが起こり、最大の導電率を確保するために多くの添加剤が添加されています。本物の乾燥ポリマーは非常に高温でのみ導電性になることができ、このため、このバッテリーはもはや商用利用できません。添加剤は、寿命を延ばし、バッテリーにいくつかの独自の特性を提供するために使用されます。この電池を製造している会社にはそれぞれ独自のレシピがあります。そのため、一部のリチウムイオン電池は他の電池よりも高品質であることがわかります。

電解質は安定していることが期待されますが、これはリチウムイオン電池の動作方法ではありません。不動態化膜がバッテリーのアノードに形成されます（固体電解質界面SEI）。この層は、カソードをアノードから分離すると同時に、イオンを通過させる層です。それは電解質というよりはセパレーターです。リチウムイオン電池が機能するためには、固体電解質界面が形成されなければなりません。この層はリチウムイオン電池の寿命を延ばしますが、容量の低下を引き起こします。そのため、現在のリチウムイオン電池は、当時リチウム金属を使用していたものほど容量が大きくありません。カソードで発生する電解質の酸化も、リチウムイオン電池の容量を低下させます。

SEIは制限が厳しすぎる可能性があります。このため、添加剤は電解質と混合され、層の形成中に確実に消費されます。法医学的評価を行う際に、添加物の存在を追跡することは不可能ではないにしても困難です。添加剤はメーカーの秘密であり、添加する量と使用する組成を知っているのは彼らだけです。

既知の添加剤の1つは炭酸ビニレンであり、これは主に高温時のリチウムイオン電池の寿命を改善するために使用されます。炭酸ビニレンは、アノードでの安定したSEI形成を維持し、カソードでの酸化を防ぎます。

SEI層は、温度が70度を超える場合にのみセル上で分解できます。リチウムイオン電解質の可燃性は、機会があれば非常に可燃性になる可能性があるため、議論の的となっています。

液体電解質が乾き始めると、バッテリーが切れていることを意味し、液体がなくなるとバッテリーが切れます。

最高のリチウムイオン電池電解質は何ですか？

さまざまなバッテリーで使用されるいくつかの電解質があり、最高のもののいくつかは次のとおりです。

・非水電解質。米国のパシフィックノースウェスト国立研究所によって製造されたこの電解質は、望ましい塩特性を持ち、優れたSEI層を形成する能力を持っています。彼らは非常に効果的なLiPF6塩を使用しています。

・溶媒の進歩に伴う非水電解質。この電解質は日本製で、導電性に優れ、電気化学的安定性にも優れています。動作温度範囲が広いため、リチウムイオン電池メーカーが安全に使用できます。

結論

リチウムイオン電池は、最近非常に一般的になっています。現在使用しているバッテリーは、過去に使用したバッテリーよりもはるかに優れています。技術の進歩により、バッテリーはどんどん良くなっていきます。さまざまなバッテリーで使用される電解質は独特であり、メーカーごとにリチウムイオン電解質を製造する独自のレシピがあります。