Zeolit molekulyar elaklari jismoniy adsorbsiya orqali elektrolitlarni suvsizlantirish uchun qo'llanilishi mumkin, suvning salbiy ta'siridan qochadi va shu bilan lityum batareyaning ishlashi va xavfsizligini yaxshilaydi, bu esa so'nggi paytlarda tobora ortib borayotgan e'tiborni tortmoqda.
Umumiy litiy elektrolitlarining tarkibiy qismlari
Organik erituvchilar elektrolitning asosiy tarkibiy qismi bo'lib, taxminan 80% ~ 90% ni tashkil qiladi. Ushbu erituvchilarga etilen karbonat (EK), dimetil karbonat (DMC), propilen karbonat (PC), dietil karbonat (DEC), etil metil karbonat (EMC) va boshqalar kiradi.
Lityum tuzi elektrolitning yana bir tarkibiy qismi bo'lib, lityumning asosiy manbai hisoblanadi. Ushbu litiy tuzlariga litiy geksaftorofosfat (LiPF6), litiy bis(ftorsulfonil)imid (LiFSI), litiy tetrafloroborat (LiBF₄), litiy perklorat (LiClO₄) va boshqalar.
Qo'shimchalar elektrolitlarning taxminan 5% ni tashkil qiladi. Bu qoʻshimchalarga plyonka hosil qiluvchi{2}}qoʻshimchalar, olovga chidamli qoʻshimchalar, stabilizatorlar va boshqalar kiradi. Masalan, vinil karbonat (VC), ftorlangan vinil karbonat (FEC) kabi umumiy plyonka{5}}hosil qiluvchi qoʻshimchalar.
Umuman olganda, lityum elektrolitning ishlashi erituvchilar, lityum tuzi va qo'shimchalarning sinergik ta'siriga bog'liq. Masalan, EC/DMC aralash erituvchi va LiPF birikmasi6ham ion o'tkazuvchanligini, ham barqarorlikni muvozanatlashtira oladi.
Elektrolitlardagi suv mavjudligining ta'siri
Ushbu tarkibiy qismlar elektrokimyoviy ko'rsatkichlarga juda sezgir, suv va aralashmalar lityum batareyalarning ishlab chiqarilishi va sifatiga jiddiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Masalan:
Suv elektrolitdagi lityum tuzlari bilan kimyoviy reaksiyaga kirishib, gidroflorik kislota (HF) va litiy ftorid (LiF) kabi zararli moddalarni ishlab chiqarishi mumkin, bu esa batareya tuzilishiga zarar etkazishi, oqish yoki qisqa tutashuvga olib kelishi va batareya quvvatini kamaytirishi mumkin.
Qattiq elektrolitlar interfeysi (SEI) plyonkasi{0}}hosil qiluvchi qo'shimchalar tomonidan hosil bo'lgan suv ta'sirida shikastlanishi, uning zichligi va bir xilligini yo'qotishi mumkin, bu esa batareyaning ichki qarshiligining oshishiga va zaryadsizlanish hajmining pasayishiga olib keladi.
Zaryadlash va zaryadsizlantirish jarayonida suv parchalanib, gazlar (masalan, CO₂ va H₂) hosil bo'lishi mumkin, bu batareyaning ichki bosimini oshiradi. Bu batareyaning bo'rtib ketishiga, suyuqlikning oqib chiqishiga va hatto chekish, yong'in va portlashga olib kelishi mumkin, bu esa xavfsizlikka tahdid soladi.
Erituvchi bilan ishlov berishda eslatib o'tilgan suvning xavfi elektrolitlarda ham mavjud. Xulosa qilib aytganda, suv mavjudligi elektrolitlar o'tkazuvchanligiga, elektrolitlar interfeysi barqarorligiga va batareyaning ishlash muddati va xavfsizligiga ta'sir qiladi, bu lityum batareyalarni ishlab chiqarish va ishlatishda asosiy nazorat omilidir.
Elektrolitlarni suvsizlantirish uchun molekulyar elaklar
Elektrolitlardagi molekulyar elaklarning qo'llanilishi ularning aniq maqsadlariga qarab farqlanadi, masalan, erituvchi quritish, elektrolitlarni suvsizlantirish va kislotasizlantirish, elektrolitlarni qayta tiklash va elektrokimyoviy ko'rsatkichlarni oshirish.
5A tipidagi zeolit molekulyar elek elektrolitlarni suvsizlantirish uchun eng maqbul hisoblanadi va u elektrolitdan suvni samarali ravishda olib tashlashi, ichki qarshilik va elektrokimyoviy reaktsiyalarning kuchayishini oldini oladi va shu bilan lityum batareyaning ishlashi va xavfsizligini oshiradi.
3A, 4A, 13X tipidagi, lityum tipidagi va kompozit zeolit molekulyar elaklari lityum elektrolitlarga tanlab qo'llanilishi mumkin. Elektrolitlarning tozaligi, barqarorligi va aylanish ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun ularning kuchli adsorbsiyasi, ion elaklash xususiyati va strukturaviy barqarorligidan foydalangan holda.
