Liitium-ioonaku elektrolüüdi tüüp
1.1 vedel elektrolüüt
Elektrolüütide valikul on suur mõju liitium-ioonakude toimivusele. See peab olema hea keemilise stabiilsusega, eriti kõrgema potentsiaaliga ja kõrgema temperatuuriga keskkonnas, ning tal on suurem ioonjuhtivus (> 10-3). S / cm) ja peab olema anoodi ja katoodi materjalide suhtes inertne, ei saa neid tungida. Kuna liitium-ioon akul on suur laadimis- ja tühjenduspotentsiaal ning anoodimaterjal on keemiliselt aktiivse liitiumiga varustatud, peab elektrolüüt kasutama orgaanilist ühendit ega sisalda vett. Orgaanilise aine ioonne juhtivus ei ole siiski hea, seega lisatakse orgaanilisele lahustile lahustuvat juhtivat soola, et suurendada ioonjuhtivust. Praegu kasutatakse liitium-ioonakusid peamiselt elektrolüütidena. Lahustid on veevabad orgaanilised ained nagu EC, PC, DMC, DEC ja enamik neist kasutavad selliseid lahustite segusid nagu EC / DMC ja PC / DMC. Juhtivad soolad on LiClO4, LiPF6, LiBF6, LiAsF6 jne, ja nende juhtivus on üks kord LiAsF6> a LiPF6> AIClCl2> LiBF6. LiClO4 on kõrge oksüdeerumisomaduse tõttu tundlik plahvatuse ja muude ohutusprobleemide suhtes. Üldjuhul piirdub see eksperimentaalsete uuringutega. LiAsF6-l on kõrge ioonjuhtivus ja see on kergesti puhastatav ning tal on hea stabiilsus, kuid sisaldab mürgiseid As, mis on piiratud kasutusega; LiBF6 keemia Ja termiline stabiilsus ei ole hea ja juhtivus ei ole kõrge. Kuigi LiPF6 läbib lagunemisreaktsiooni, on sellel kõrge ioonjuhtivus, seega kasutavad liitium-ioonakud põhiliselt LiPF6. Praegu kasutatakse enamikus kaubanduslikes liitium-ioonakudes kasutatavatest elektrolüütidest LiPF6 EC / DMC-d, millel on kõrge ioonjuhtivus ja hea elektrokeemiline stabiilsus.
2.2 tahke elektrolüüt
Metallilise liitiumi kasutamisel otse anoodimaterjalina on suur pöörduv võimsus ja selle teoreetiline võimsus on 3862 mAh · g-1, mis on rohkem kui kümme korda suurem kui grafiidi materjalidel ja hind on samuti madal, mis on ka madal peetakse uue põlvkonna liitium-ioonakude optimaalseks atraktsiooniks. Anoodimaterjal toodab dendriitiumliitiumi. Tahkete elektrolüütide kasutamine ioonide juhtimisel võib alati kasvada dendriitiumliitiumiga, mis võimaldab kasutada metalli liitiumit anoodimaterjalina. Lisaks väldib tahke elektrolüüdi kasutamine liiga palju elektrolüütide lekkeid ja aku saab valmistada õhemaks (ainult 0,1 mm paksuseks) kõrgenergeetiliseks akuks, millel on suurem energiatihedus ja väiksem maht. Hävitavad katsed näitavad, et tahkis-liitium-ioonakutel on suur ohutus. Pärast likvideerimist, soojendamist (200 ° C), lühist ja ülekoormust (600%) ja muid hävitavaid katseid lekivad vedelad elektrolüütide liitium-ioon akud ja plahvatavad. Seksuaalsed probleemid, samas kui tahkete akude puhul ei ole muid ohutusprobleeme, välja arvatud sisetemperatuuri kerge tõus (<20 °=""> Tahkete polümeeride elektrolüütidel on hea paindlikkus, vormitavus, stabiilsus ja odav. Seda saab kasutada positiivse ja negatiivse elektroodide vahekile ja elektrolüütina ioonide transportimiseks.
Tahked polümeerelektrolüüdid klassifitseeritakse üldiselt kuiva tahke polümeeri elektrolüüdi (SPE) ja geelpolümeeri elektrolüüdi (GPE). SPE tahkete polümeeride elektrolüüdid põhinevad peamiselt polüetüleenoksiidil (PEO), mille puuduseks on madal ioonjuhtivus ja mille temperatuur 100 ° C juures on ainult 10-40 cm. SPE-s toimub ioonjuhtimine peamiselt amorfses piirkonnas ja transport toimub polümeeri ahela liikumise kaudu. PEO molekulahela kõrge korrapärasuse tõttu on kristalliseerumine kergesti kristalliseeruv ja kristalliseerumine vähendab ioonjuhtivust. Seetõttu on ioonilise juhtivuse suurendamiseks ühelt poolt võimalik vähendada ioonjuhtivust. Seega, ühelt poolt ioonse juhtivuse parandamiseks, vähendades polümeeri lahustuvust. Polümeeri nälja kristallide omaduste hävitamiseks kasutatakse pookimist, blokeerimist, ristsidumist, kopolümerisatsiooni ja teisi sarnaseid ning selle ioonjuhtivust saab märkimisväärselt parandada. Lisaks võib anorgaanilise kompositsioonisoola lisamine suurendada ka ioonjuhtivust. Kõrge dielektrilise konstantse madala molekulmassiga vedela orgaanilise lahusti, näiteks PC lisamine tahkele polümeerelektrolüütile võib oluliselt parandada juhtiva soola lahustuvust. Tekkinud elektrolüüt on GPE geelpolümeer elektrolüüt, mille temperatuur on toatemperatuuril paranenud. Iooniline juhtivus, kuid likvideerimine ebaõnnestub kasutamise ajal. Geelpolümeeri liitium-ioon akusid on turustatud.