Hordhac Electrolytes Adag

 

Electrolytes adag waxay leeyihiin faa'iidooyin badan marka loo eego electrolytes dareeraha ah. Tusaale ahaan, waxay yareyn karaan qallafsanaanta korantada inta lagu jiro dallacaadda iyo sii daynta, hagaajinta amniga. Waxay sidoo kale leeyihiin xasillooni heer sare ah, way fududahay in la farsameeyo, iyo koritaankalithiumdendrites waa lagu yarayn karaa dareeraha{0}Polymer electrolytes adag oo bilaasha.

Lithium{0} baytariyada ion ee isticmaalaya kolaydhka polymer adag waxay ka hortagi karaan dhibaatooyinka daadinta ee la xidhiidha dareeraha dareeraha ah.

Polymers waa sahlan tahay in la farsameeyo waana la yarayn karaa. Balaastigooda sare awgeed, polymers waxa kale oo loo isticmaali karaa in lagu sameeyo baytariyada filimada khafiifka ah. Qaab dhismeedka baytariyada kala duwan ayaa lagu farsamayn karaa iyadoo la isticmaalayo polymer electrolytes si loo buuxiyo shuruudaha codsiga kala duwan. Intaa waxaa dheer, polymer electrolytes waxay bixiyaan kiimiko sare, kiimiko kiimiko, iyo degenaansho kulaylka marka la barbar dhigo dareeraha dareeraha ah, oo leh fal-celin dhinacyadeeda oo yar oo leh korantada iyo kala duwanaanta heerkulka hawlgalka ee ballaaran. Dabacsanaanta electrolytes-ka polymer waxay ilaalin kartaa isbeddelka mugga ee korantada inta lagu jiro dallacaadda iyo soo-saarka, xasilinta qaab-dhismeedka batteriga. Sidaa darteed, ka bacdi ganacsi galinta baytariyada dareeraha - baytariyada ion, lithium{7}} tignoolajiyada baytari ee ku salaysan polymer electrolytes waxay si degdeg ah u horumari doontaa oo waxay gaadhaysaa ganacsi guul leh.

Waxaa jira habab badan oo lagu kala saaro polymer electrolytes, iyo heerarku waa kala duwan yihiin. Waqtigan xaadirka ah, electrolytes-ka adag ee polymer ayaa inta badan lagu kala soocaa iyadoo loo eegayo nooca polymerka la isticmaalo, sida polyeter-ka ugu caansan-polyethylene oxide (PEO), iyo sidoo kale polymethyl methacrylate (PMMA) iyo polyacrylonitrile (PAN). Guud ahaan, polymer electrolytes waxay u baahan yihiin inay buuxiyaan shuruudaha soo socda si si dhab ah loogu isticmaalo baytariyada lithium{3}}.

Nidaamyada elektrolytka polymer-ka ee hadda jira, polymers-yadu waxay soo bandhigaan crystallinity muhiim ah heerkulka qolka, taas oo sharxaysa sababta dhaqdhaqaaqa elektrolytka polymer adag ee heerkulka qolka uu aad uga hooseeyo kan elektrolytka dareeraha ah. Inta badan crystals ee polymers waa spherulites, oo leh gobollada amorphous u dhexeeya iyaga. Waxaa guud ahaan la rumeysan yahay in lithium {2} ion conduction ugu horrayn uu ka dhaco gobolladan aan kala sooc lahayn.

Sidaa darteed, fahamka qaab dhismeedka wejiga polymers-ka ayaa waxtar u leh barashada lithium-ka{0}}habka hagida.

Nidaamyada korantada polymer-ka ee binary, qaab-dhismeedka wejigu wuxuu inta badan ka kooban yahay laba nooc: gobollada crystalline iyo gobollada amorphous. Sameynta gobollada crystalline waxaa si toos ah u dhaqaajiya waxayna si toos ah ula xiriirtaa xaaladaha diyaarinta gaarka ah iyo waqtiga. Si adag u hadla, sababtoo ah joogitaanka gobollada crystalline ee nidaamka polymer, iyo kala duwanaansho weyn oo ka mid ah gobolladaas oo leh xaalado kala duwan, marka la barbardhigo conductivity ka mid ah noocyada kala duwan ee electrolytes polymer ma aha mid aad cilmi. Si kastaba ha ahaatee, xaaladaha qaarkood, haddii koritaanka gobollada crystalline uu gaabis yahay iyo leexashada ku jirta ion conductivity waa gudaha xad la aqbali karo, isbarbardhigga conductivity waa la aqbali karaa. Tani waa sababta aan inta badan is barbar dhigno natiijooyin kala duwan.

Maadaama korriinka spherulites ee polymer-ku uu yahay wakhti{0}}ku xiran yahay, korantada ionic ee heerkulka ka hooseeya barta dhalaalka polymer ayaa sidoo kale ku xiran{1}. Intaa waxaa dheer, lithium - ion conductivity polymer electrolytes waxay la xiriirtaa heerka kulaylka, heerka qaboojinta, iyo wakhtiga nasashada. Tusaale ahaan, wakhtiga nasashada oo dheer waxa uu keenaa qaab-dhismeedka crystal-ka polymer oo dhamaystiran iyo crystallinity sare, taasoo keenta hoos u dhac tartiib tartiib ah ee conductivity ionic ilaa ugu yaraan iyadoo la kordhinayo wakhtiga nasashada. Sidoo kale, heerka qaboojinta tartiib tartiib ah waxay keenaysaa crystallization dhamaystiran, iyo conductivity ionic ee u dhigma ayaa sidoo kale si tartiib tartiib ah hoos ugu dhici doona ugu yaraan.

wax badan baro

Qaado tusaale ahaan binaary polymer electrolyte adag ee PEO iyo LiCIO4, qaabkani wuxuu ka kooban yahay qaabab badan oo weji ah. Marka hore, LiClO4 iyo PEO waxay samayn karaan dhismayaal kala duwan, oo ay ku jiraan PEO6-LiCIO4, PEO3-LiCIO4, PEO2-LiCIO4, iyo PEO-LiClO4. Waxaa ka mid ah, marka O:Li=10:1, PEO6-LiCIO4 ay samayn karaan eutectic la PEO, oo leh barta dhalaalaysa ee 50 darajo . Intaa waxaa dheer, marka heerkulku kor u kaco ilaa 160 darajo, eutectic weyn ayaa la samayn karaa. Inta lagu jiro habka qaboojinta, eutectic weyn ayaa soo saari doona saddex nooc oo kala duwan oo spherulites ah: nooca ugu horreeya wuxuu dhalaali karaa ka sarreeya 120 darajo wuxuuna leeyahay milix sare; Nooca labaad wuxuu dhalaali karaa inta u dhaxaysa 45 iyo 60 digrii, wuxuu leeyahay milix yar, wuxuuna u sameeyaa si tartiib ah; Nooca saddexaad wuxuu leeyahay barta dhalaalaysa wax yar ka hooseeya polymer-ka martida loo yahay wuxuuna u sameeyaa si degdeg ah. Cilmi-baarista iyo falanqaynta waxay soo jeedinayaan in: nooca ugu horreeya ee spherulite ay u badan tahay PEO3-LiCIO4; Nooca labaad wuxuu noqon karaa isku dhafka PEO-LiCIO4 iyo PEO3-LiCIO4; iyo nooca saddexaad oo u dhigma PEO laftiisa. Intaa waxaa dheer, waxa ku jira milixda lithium-ka iyo habka daaweynta kulaylka labaduba waxay u horseedi karaan isbeddelo qaabdhismeed.

Polymer electrolytes waa nooc ka mid ah maaddooyinka polymer-ka shaqeeya ee leh korantada ionic sare, oo ay sameeyeen falcelinta kakan ee u dhexeeya polymers iyo cusbada birta iyadoo la adeegsanayo polymers sida matrixka. Iyada oo ku xidhan matrixka polymerka, electrolytes-ka caadiga ah ee polymerka waxa ka mid ah PEO{1}}kuwa ku salaysan polymer electrolytes, PVDE{2}kusalaysan polymer electrolytes, PMMA{3}}kuwa ku salaysan polymer electrolytes, iyo kuwa kale. Si ka duwan sida adag ee aan noolaha ahayn - electrolytes state, polymer electrolytes waa khafiif, laastikada, iyo deggan. Sida elektrolytes-ka aan organic-ga ahayn, elektrolytes-ka polymer-ka kaliya kuma dhaqmo ion ee baytariyada lithium{8}}laakin sidoo kale waxay u dhaqmaan sidii baytariga kala soocida. Polymer electrolytes inta badan waxay leeyihiin faa'iidooyinka soo socda:

Dhismayaasha ay sameeyeen cusbada lithium ee kala duwan (oo ay ku jiraan LBF4, LIPF6, LiCFSO4, iyo LiASF6) ee leh PEO waxay asal ahaan la mid yihiin kuwa ay samaysay LiCIO4, taasoo la macno ah in nooca milixda lithium uusan saameyn toos ah ku yeelan nooca kakan ee la sameeyay PEO. Gaar ahaan, LiBF waxay samayn kartaa laba dhismo oo leh PEO: PEO4-LIBF iyo PEO,S-LiBF. Marka saamiga O/Li uu u dhexeeyo 16 iyo 20, PEO2.5-LIBF4 waxay samayn kartaa eutectic PEO. LPF6 waxay kaloo samayn kartaa laba dhismo oo leh PEO: PEO6-LiPF6 iyo PEO: -LiPF6. Labada dhisme ee ay samaysay LiASF6 ee leh PEO waxay la mid yihiin kuwa LiPF6, laakiin leh dhibco dhalaalid sare leh. Cusbada lithium-ka weyn ee anion waxay sidoo kale samayn kartaa dhismo leh PEO, laakiin kinetics-ku aad ayey u gaabiyaan. Intaa waxaa dheer, cadaadiska ayaa sidoo kale saameeya koritaanka crystal ilaa xad. Cadaadiska sare wuxuu kor u qaadaa korriinka spherulite, wuxuu yareeyaa gobolka amorphous, oo u dhigma wuxuu hoos u dhigayaa dhaqdhaqaaqa lithium-ion.