Avantaj aplikasyon nan elektwolit solid

Solid elektwolit se yon tandans nan devlopman nan elektwolit batri ityòm nan tan kap vini an, paske solid teknoloji elektwolit batri devlope jodi a. Soti nan yon pèspektiv teknik, elektwolit solid ka divize an elektwolit oksid, elektwolit sulfid, elektwolit polymère òganik, ak elektwolit LiPON. Li ka di ke li se relativman ki gen matirite, men li te tou rankontre yon blokaj. Nesans yon nouvo jenerasyon teknoloji ijan nesesè, espesyalman nan jaden nouvo enèji. Solid-eta pil yo dwe vin youn nan pi atiran nan mitan teknoloji kap vini an jenerasyon batri pouvwa. Paske tout-solid-eta pil pa sèlman gen relativman wo matirite teknolojik, anpil domestik ak etranje ityòm-ion batri konpayi yo te konsidere tou tout-solid-eta batri teknoloji kòm yon enpòtan pwochen jenerasyon teknoloji rezèv.

Nan devlopman bonè nan teknoloji solid-eta batri, akòz konduktivite a relativman ba nan materyèl elektwolit solid, konsantre nan rechèch ak devlopman te sitou sou amelyore konduktiviti nan elektwolit solid. Se poutèt sa, sulfid solid elektwolit ak oksid elektwolit solid ak konduktiviti segondè iyonik te atire nan yon pakèt domèn atansyon.

Tout-solid-eta ityòm-ion pil sèvi ak elektwolit solid olye pou yo elektwolit tradisyonèl likid òganik, ki ka byen rezoud pwoblèm sekirite batri epi yo se ideyal sous pouvwa chimik pou machin elektrik ak gwo-echèl depo enèji. Kle a se pou prepare elektwolit solid ak konduktivite tanperati ki wo nan chanm lan ak estabilite elèktrochimik, osi byen ke materyèl elektwòd segondè-enèji apwopriye pou tout pil solid ityòm-ion, ak amelyore konpatibilite nan koòdone elektwòd / solid elektwolit la

Solid-eta pil ityòm yo devlope ki baze sou pil ityòm. Konpare ak pil ityòm tradisyonèl yo, yo sitou pa itilize likid oswa jèl tankou materyèl kondiktif ant elektwòd pozitif ak negatif, ki amelyore anpil sekirite machin nan ak kapasite pou kenbe tèt ak tanperati ki wo. . Li te gen avantaj ki genyen nan sekirite segondè, dansite enèji segondè, lavi sik long, ak lajè ranje tanperati opere, nan mitan ki nwayo a trè se elektwolit la solid.

Oksid elektwolit solid ka divize an kristal ak vè (amorphe) selon estrikti materyèl la. Elektwolit kristalin gen ladan kalite perovskit, kalite NASICON, kalite LISICON ak kalite ganèt, elatriye elektwolit oksid vè a otspo rechèch la se elektwolit kalite LiPON yo itilize nan pil fim mens.

Oksid cristalline solid elektwolit la gen estabilite chimik segondè epi li ka egziste stabl nan atmosfè a, ki benefisye pwodiksyon an gwo-echèl nan tout-solid-eta pil yo. Konsantre rechèch la se amelyore tanperati chanm iyonik konduktivite a ak konpatibilite li yo ak elektwòd. Koulye a, metòd yo amelyore konduktivite yo se sitou ranplasman eleman ak dopan eleman etewovalan, ak konpatibilite ak elektwòd se tou yon pwoblèm enpòtan ki mete restriksyon sou aplikasyon li yo.

Sulfid ki pi tipik kristalin solid elektwolit la se thio-LISICON, ki te premye dekouvri pa Pwofesè KANNO nan Tokyo Enstiti Teknoloji nan sistèm Li2S-GeS2-P2S. Konpozisyon chimik la se Li4-xGe1-xPxS4, ak tanperati chanm ion konduktivite a se osi wo ke 2.2 × 10. -3S / cm (kote x=0.75), epi konduktivite elektwonik la ka inyore. Fòmil chimik jeneral thio-LISICON se Li4-xGe1-xPxS4 (A=Ge, Si, elatriye, B=P, Al, Zn, elatriye).

Sulfid vè elektwolit solid la anjeneral ki konpoze de P2S5, SiS2, B2S3 ak lòt fòmè rezo ak rezo modifier Li2S. Sistèm nan sitou gen ladan Li2S-P2S5, Li2S-SiS2, Li2S-B2S3. Konpozisyon an gen yon seri varyasyon lajè, segondè tanperati chanm konduktivite ion, segondè estabilite tèmik, bon pèfòmans sekirite, ak lajè fenèt estabilite electrochimik (jiska 5V). Li te gen avantaj eksepsyonèl nan wo-pouvwa ak segondè-ba-tanperati solid-eta pil e li gen gwo potansyèl de solid-eta materyèl elektwolit batri.

Se elektwolit solid polymère ki konpoze de matris polymère (tankou Polyester, polymérase ak polyamine, elatriye) ak sèl ityòm (tankou LiClO4, LiAsF4, LiPF6, LiBF4, elatriye), paske nan pwa limyè li yo, bon viskoelastisite, ak ekselan pèfòmans mekanik pwosesis ak lòt karakteristik yo te resevwa atansyon toupatou.

Komen SPEs gen ladan oksid PE (PEO), polyacrylonitrile (PAN), fliyò polyvinylidene (PVDF), polymethylmethacrylate (PMMA), polypropylène oksid (PPO), klori polyvinylidene (PVDC) ak yon sèl-ion polymère sistèm elektwolit.

Koulye a, nan matris la SPE endikap se toujou PEO a pwopoze premye ak dérivés li yo, sitou akòz estabilite nan PEO metal ityòm ak kapasite li nan pi bon disosye sèl ityòm.

LiPON elektwolit la fèt pa Oak Ridge National Laboratory (ORNL) nan Etazini. Lityòm fosfò oxynitride (LiPON) fim elektwolit la te prepare pa sputtering yon wo-pite Li3P04 sib lè l sèvi avèk yon frekans radyo magnetron sputtering aparèy nan yon atmosfè nitwojèn segondè-pite.

Li konprann ke materyèl la gen ekselan pèfòmans konplè, tanperati chanm iyonik konduktiviti se 2.3 × 10-6S / cm, fenèt elektwochimik se 5.5V (http://vs.Li/Li+), estabilite tèmik bon , ak elektwòd pozitif tankou LiCoO2, LiMn2O4, ak elektwòd negatif tankou metal ityòm ak alyaj ityòm gen bon konpatibilite. Konduktivite iyonik fim LiPON la depann de estrikti amorphe ak kontni N nan materyèl fim nan. Ogmantasyon nan kontni N ka amelyore konduktivite a iyonik.