Kaip pagerinti elektrolito įsiskverbimo poveikį ant poliaus?

1. Elektrolito samprata

Elektrolitas yra joninis laidininkas, vedantis tarp teigiamo ir neigiamo akumuliatoriaus elektrodų. Įkraunant ir iškraunant, ličio jonai tarp teigiamo ir neigiamo elektrodų perkeliami pirmyn ir atgal. Elektrolitas turi gana didelę įtaką akumuliatoriaus&# 39 įkrovimo ir iškrovimo veikimui (didelis ir mažas dažnis), tarnavimo laikui (ciklinis saugojimas) ir temperatūros taikymo sritims.

Tinkamiems tirpikliams reikalinga didelė dielektrinė konstanta ir maža klampa. Dažniausiai naudojami alkilo karbonatai, tokie kaip PC ir EC, turi stiprų poliškumą ir didelę dielektrinę konstantą, tačiau klampa yra didelė, tarpmolekulinė jėga yra didelė ir joje juda ličio jonai. Greitis lėtas. Linijiniai esteriai, tokie kaip DMC (dimetilkarbonatas) ir DEC (dietilkarbonatas), turi mažą klampumą, bet mažą dielektrinę konstantą. Todėl norint gauti didelio joninio laidumo tirpalus, jie paprastai naudojami PC + DEC, EC + DMC ir kiti mišrūs tirpikliai.

Ličio jonų baterijose naudojamas elektrolitas paprastai turėtų atitikti šiuos pagrindinius reikalavimus:

a. Didelis joninis laidumas paprastai turėtų siekti 1 × 10-3 ~ 2 × 10-2 S / cm;

b. Didelis šiluminis ir cheminis stabilumas, platus įtampos diapazonas neatsiranda;

c. Platus elektrocheminis langas, palaikantis elektrocheminių savybių stabilumą plačiame įtampos diapazone;

d. Jis gerai suderinamas su kitomis akumuliatoriaus dalimis, tokiomis kaip elektrodo medžiagos, elektrodo srovės kolektoriai ir separatoriai;

e. Saugi, netoksiška ir neteršianti.

2. Elektrolitų infiltracijos efektas

Kai ličio baterija pasiekia išmetimo standartą arba staiga sugenda, ji dažnai išmontuojama, kad būtų galima analizuoti akumuliatoriaus' Redaktoriui išardžius ir išanalizavus ličio bateriją, buvo nustatyta, kad blogo ciklo veikimo akumuliatorius dažnai yra susijęs su prastu elektrolito įsiskverbimo į poliaus elementą poveikiu. Kai elektrolitų įsiskverbimo efektas nėra geras, jonų perdavimo kelias tampa tolimesnis, o tai trukdo ličio jonų pernešimui tarp teigiamojo ir neigiamojo elektrodų. Stulpų dalys, kurios nesiliečia su elektrolitu, negali dalyvauti akumuliatoriaus elektrocheminėje reakcijoje, o akumuliatoriaus sąsajos varža padidėja, o tai turi įtakos ličio greičiui, akumuliatoriaus iškrovimo pajėgumui ir tarnavimo laikui.

Taigi, kad išvengtume visų rūšių trūkumų, turime rasti būdą, kaip padaryti elektrolitą kuo daugiau įmirkyti poliaus dalį. Žinoma, atsižvelgdami į išlaidų klausimą, turime naudoti atitinkamą kiekį elektrolito. Elektrolito kiekis turi įtakos akumuliatoriaus veikimui.

3. Kaip pagerinti elektrolito drėgnumą

Elektrolito įsiskverbimas į poliaus elementą apima trifazį kietojo, skysčio ir dujų kontaktą. Įpurškus elektrolito į akumuliatoriaus korpusą, elektrolitas pirmiausia turi išleisti orą korpuse, o tada elektrolitas prilips prie teigiamų ir neigiamų veikliųjų medžiagų paviršiaus, o dalis elektrolito pateks į teigiamą elektrodą-diafragmą neigiamą elektrodas per apvijos šerdies diafragmą. tarp. Laikui bėgant, elektrolitas įsiskverbs į stulpų dalis, o diafragmos elektrolitas - į polių dalis priešinga kryptimi. Kai stovėjimo laikas tam tikru mastu yra ilgas, veikiant paviršiaus įtempimui, stulpų dalių infiltracija pasieks pusiausvyros būseną.

Šiame procese sąvoka" kontakto kampas" (drėkinimo kampas) dalyvauja fizinėje chemijoje. Kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, mėlyna sritis paveiksle reiškia skystį, o pilka sritis - tvirtą sąsają. Tada mėlyna ir pilka kontakto sritis yra kietojo skysčio kontakto sąsaja. Padėtis, kurioje skysčio liestinė kerta kietąją sąsają, sudaro kampą θ. Kuo mažesnis kontaktinis kampas θ, tuo geriau elektrolitas drėkinamas į poliaus dalį ar diafragmą. .

Tačiau tikrojo veikimo metu dažnai neįmanoma suvokti elektrolito įsiskverbimo į poliaus dalį. Remiantis aukščiau minėtu elektrolitų įsiskverbimo principu, galime rasti būdų, kaip pagerinti elektrolito įsiskverbimo į poliaus elementą poveikį iš šių taškų:

(1) Pagerinkite injekcijos procesą

Skysčio įpurškimo proceso tobulinimas yra labiausiai įprastas metodas, kuris gali veiksmingai pagerinti elektrolito infiltracijos poveikį skysčio įpurškimo efektyvumo, skysčio įpurškimo sąlygų, stovėjimo laiko ir skysčio įpurškimo metodų atžvilgiu.

Skysčio įpurškimas vakuumo sąlygomis ne tik palengvina dujų išleidimą į elementą, bet ir sumažina dujų atsparumą įpurškiant elektrolitą ir padeda elektrolitui įsiskverbti į poliaus dalis. Principas yra tas, kad vakuuminis įpurškimas gali sumažinti atsparumą dujoms esant trijų fazių kietųjų dujų ir skysčio sąsajoje, leidžiant elektrolitui tiesiogiai susisiekti su poliaus dalimi, sumažinant infiltracijos laiką.

Pailgindamas stovėjimo vakuume laiką, jis gali užtikrinti, kad elektrolitas visiškai įsiskverbia į poliaus dalį. Po skysčio įpurškimo, ilgėjant stovėjimo laikui, drėkinimo kampas tarp elektrodo tirpalo ir stulpo gabalo palaipsniui mažėja, o drėkinimo spindulys palaipsniui didėja ir galiausiai pasiekiamas geras drėkinimo efektas.

Siekiant išvengti nepakankamo diafragmos ir stulpų dalių elektrolitų įsiskverbimo, elektrolitas gali būti įpurškiamas partijomis, kad elektrolitas galėtų visiškai įsiskverbti į polių dalis. Iš esmės šis operacijos metodas yra padidinti kietojo skysčio kontakto tikimybę ir išplėsti kontakto plotą. , Tuo pačiu elektrolito kiekiu infiltracijos laikas gali būti sutrumpintas.

(2) Pagerinti pagrindinį procesą

Elektrolitų įsiskverbimo efektas nėra susijęs su elektrodo medžiagos dalelių savybėmis, polių dalių tankinimo tankiu ir šerdies sandarumu. Skirtinga teigiamų ir neigiamų veikliųjų medžiagų, laidžiųjų medžiagų ir elektrolito morfologija ir dalelių dydis turi skirtingą infiltracinį poveikį polių gabalams. Kuo didesnis dalelės dydis yra žaliava, tuo arčiau sferinės formos, tuo didesnis elektrolito prasiskverbimo greitis ir ilgesnė infiltracijos trukmė. trumpas. Kai stiebo gabalo tankinimo tankis yra per didelis, akytumas stiebo elemente sumažės, o tai nėra palanku stulpelio elemento infiltracijai. Būtina sureguliuoti tinkamą tankinimo tankį, kad būtų patenkinta elektrolito infiltracija, jei užtikrinama maža akumuliatoriaus varža. laipsnį. Ląstelių kamino ar apvijos sandarumas taip pat turės įtakos elektrolitų įsiskverbimui.

Kai apvija laisvesnė, poros tarp teigiamo elektrodo - separatoriaus - neigiamo elektrodo yra didesnės, o sukaupto elektrolito kiekis yra didesnis, todėl kai kuriose vietose jis praturtėja, o kai kur trūksta, o tai, be abejo, daro didelę įtaką akumuliatoriaus veikimą. Kai apvija yra griežta, tai paveiks elektrolito infiltracijos greitį ir efektyvumą, o tai nėra pageidautina.

(3) Įpilkite elektrolitų infiltracijos agento

Paprastai naudojamas elektrolitas yra organinis tirpiklis, o stulpo dalis yra neorganinė medžiaga, todėl gebėjimas absorbuoti elektrolitą yra silpnas. Pridedant priedų prie elektrolito, taip pat gali pagerėti elektrolito įsiskverbimas. Liu Fangfangas ir kiti fluoro eterinę medžiagą naudojo kaip elektrolito priedą. Tyrimo rezultatai rodo, kad į elektrolitą įpylus nedidelį kiekį infiltranto, galima efektyviai sutrumpinti akumuliatoriaus įpurškimo laiką ir žymiai pagerinti akumuliatoriaus veikimą cikle, tačiau reikia pažymėti, kad jis naudojamas kaip infiltrantas. Kai papildymo suma pasieks 1%, tai turės neigiamos įtakos ciklo veikimui.

Dydžio agento esmė yra paviršinio aktyvumo medžiaga. Šio tipo tinkinimo agentų privalumai yra didelis paviršiaus aktyvumas, didelis šilumos stabilumas, mažas degumas ir didelis cheminis stabilumas. Į elektrolitą įdėjus skalavimo agentą, skysčio paviršiaus įtempimas gali sumažėti. Pagerinkite elektrolito drėkinimo ir įsiskverbimo į poliaus elementą galimybes, taip pagerindami akumuliatoriaus elektrocheminius rodiklius.

Taikant kelis aukščiau nurodytus metodus, galima veiksmingai pagerinti elektrolito infiltracinį poveikį poliaus elementui. Sutrumpinus infiltracijos laiką, galima sutaupyti gamybos sąnaudas, pagerinti infiltracijos efektą, sumažinti akumuliatoriaus sąsajos impedanciją ir pagerinti aktyviųjų medžiagų naudojimo efektyvumą, taip padidinant akumuliatoriaus talpą ir pagerinant išsikrovimo greičio charakteristikas.