Entwodiksyon nan elektwolit solid

 

Elektwolit solid gen anpil avantaj sou elektwolit likid. Pou egzanp, yo ka bese deformation elektwòd pandan chaje ak egzeyat, amelyore sekirite. Yo menm tou yo gen estabilite ekselan, yo fasil pou trete, ak kwasans lan nanityòmDendrit yo ka minimize nan elektwolit solid polymère sòlvan-gratis.

Batri ityòm-ion ki itilize elektwolit solid polymère ka anpeche pwoblèm flit ki asosye ak elektwolit likid.

Polymers yo fasil pou trete epi yo ka miniaturize. Akòz gwo plastisit yo, yo ka itilize polymères tou pou kreye pil fim mens-. Diferan estrikti batri ka fabrike lè l sèvi avèk elektwolit polymère pou satisfè kondisyon aplikasyon divès kalite. Anplis de sa, elektwolit polymère ofri pi wo chimik, elektwochimik, ak estabilite tèmik konpare ak elektwolit likid, ak mwens reyaksyon bò ak elektwòd yo ak yon ranje tanperati opere pi laj. Fleksibilite nan elektwolit polymère ka tanpon chanjman volim nan elektwòd yo pandan chaj ak egzeyat, estabilize estrikti batri a. Se poutèt sa, apre komèsyalizasyon pil likid -ion, ityòm-teknoloji batri ion ki baze sou elektwolit polymère ap devlope rapidman epi reyalize siksè komèsyalizasyon.

Gen anpil metòd pou klasifye elektwolit polymère, ak estanda yo varye. Kounye a, elektwolit solid polymère yo sitou distenge dapre kalite polymère yo itilize, tankou polyether ki pi popilè -polyethylene oksid (PEO), osi byen ke polymethyl methacrylate (PMMA) ak polyacrylonitrile (PAN). Anjeneral pale, elektwolit polymère bezwen satisfè kondisyon sa yo pou yo ka pratikman itilize nan pil ityòm -ion.

Nan sistèm elektwolit polymère aktyèl yo, polymère montre siyifikatif kristalinite nan tanperati chanm, ki eksplike poukisa konduktiviti nan elektwolit polymère solid nan tanperati chanm se pi ba anpil pase sa ki nan elektwolit likid. Pifò kristal nan polymères se spherulites, ak rejyon amorphe ant yo. An jeneral, yo kwè ke kondiksyon ityòm-ion prensipalman fèt nan rejyon amorphe sa yo.

Se poutèt sa, konprann estrikti faz polymère yo itil pou etidye mekanis kondiksyon ityòm -ion.

Pou sistèm elektwolit binè polymère, estrikti faz la sitou konsiste de de kalite: rejyon cristalline ak rejyon amorphe. Fòmasyon nan rejyon cristalline se kinetically kondwi ak dirèkteman gen rapò ak kondisyon espesifik preparasyon ak tan. Fè egzateman pale, akòz prezans nan rejyon cristalline nan sistèm nan polymère, ak varyasyon nan siyifikatif nan rejyon sa yo ak kondisyon diferan, konpare konduktiviti a nan diferan kalite elektwolit polymère se pa trè syantifik. Sepandan, nan sèten kondisyon, si kwasans nan rejyon kristal yo ralanti ak devyasyon nan konduktiviti iyonik nan yon seri akseptab, konpare konduktivite se akseptab. Se poutèt sa nou souvan konpare rezilta diferan.

Piske kwasans spherulites nan polymère a depann de tan-, konduktiviti iyonik nan tanperati ki anba pwen fizyon polymère a depann tou de tan-. Anplis de sa, konduktiviti ityòm -ion elektwolit polymère yo gen rapò ak to chofaj, to refwadisman, ak tan detant. Pou egzanp, yon tan detant ki pi long rezilta nan yon estrikti kristal polymère pi konplè ak pi wo kristalinite, ki mennen nan yon diminisyon gradyèl nan konduktiviti iyonik nan yon minimòm ak ogmante tan detant. Menm jan an tou, yon pousantaj refwadisman pi dousman rezilta nan kristalizasyon pi konplè, ak konduktiviti iyonik ki koresponn lan pral tou piti piti diminye nan yon minimòm.

aprann plis

Lè w pran elektwolit binè solid polymère PEO ak LiCIO4 kòm egzanp, estrikti sa a gen plizyè estrikti faz. Premyèman, LiClO4 ak PEO ka fòme plizyè konplèks, tankou PEO6-LiCIO4, PEO3-LiCIO4, PEO2-LiCIO4, ak PEO-LiClO4. Pami yo, lè O:Li=10:1, PEO6-LiCIO4 ka fòme yon eutektik ak PEO, ak yon pwen k ap fonn 50 degre. Anplis de sa, lè tanperati a ogmante a 160 degre, yon gwo eutektik ka fòme. Pandan pwosesis refwadisman an, gwo eutektik la pral pwodwi twa diferan kalite spherulites: premye kalite a fonn pi wo a 120 degre epi li gen yon kontni sèl segondè; dezyèm kalite a fonn ant 45 ak 60 degre, gen yon kontni sèl ki ba, epi li fòme tou dousman; twazyèm kalite a gen yon pwen k ap fonn yon ti kras pi ba pase polymère lame a epi li fòme pi rapid. Rechèch ak analiz sijere ke: premye kalite spherulite gen anpil chans PEO3-LiCIO4; dezyèm kalite a ka yon melanj PEO-LiCIO4 ak PEO3-LiCIO4 konplèks; ak twazyèm kalite a koresponn ak PEO tèt li. Anplis de sa, kontni an sèl ityòm ak pwosesis tretman chalè ka tou de mennen nan chanjman estriktirèl.

Elektwolit polymère yo se yon klas materyèl polymère fonksyonèl ak konduktiviti iyonik segondè, ki te fòme pa reyaksyon konplèks ant polymère ak sèl metal lè l sèvi avèk polymère kòm matris la. Tou depan de matris polymère a, elektwolit polymère komen yo enkli elektwolit polymère ki baze sou PEO-, elektwolit polymère ki baze sou PVDE-, elektwolit polymère PMMA-ak lòt moun. Kontrèman ak elektwolit solid inòganik-, elektwolit polymère yo lejè, elastik ak ki estab. Menm jan ak elektwolit solid inòganik-, elektwolit polymère pa sèlman kondui iyon nan pil ityòm-ion, men tou aji kòm separasyon batri. Elektwolit polymère sitou gen avantaj sa yo:

Konplèks ki fòme pa diferan sèl ityòm (ki gen ladan LBF4, LIPF6, LiCFSO4, ak LiASF6) ak PEO yo fondamantalman menm jan ak sa yo ki te fòme pa LiCIO4, sa vle di ke kalite sèl ityòm pa gen okenn enpak dirèk sou kalite konplèks ki fòme ak PEO. Espesyalman, LiBF ka fòme de konplèks ak PEO: PEO4-LIBF ak PEO,S-LiBF. Lè rapò O/Li ant 16 ak 20, PEO2.5-LIBF4 ka fòme yon eutektik ak PEO. LPF6 ka fòme tou de konplèks ak PEO: PEO6-LiPF6 ak PEO:-LiPF6. De konplèks ki te fòme pa LiASF6 ak PEO yo sanble ak sa yo ki nan LiPF6, men ak relativman pi wo pwen k ap fonn. Gwo sèl ityòm anyon ka fòme tou konplèks ak PEO, men sinetik yo pi dousman. Anplis de sa, presyon an tou afekte kwasans kristal nan yon sèten mezi. Pi wo presyon ankouraje kwasans spherulite, diminye rejyon amorphe a, ak korespondan diminye konduktiviti ityòm-ion.