လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီ အီလက်ထရွန်းဓာတ်များ

လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် အသုံးပြုသည့် စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုမဟုတ်သော ပမာဏအနည်းငယ်သည် ဘက်ထရီ၏အချို့သောစွမ်းဆောင်ရည်ကို သိသိသာသာတိုးတက်စေပြီး အဆိုပါပမာဏအနည်းငယ်ကို ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများဟုခေါ်သည်။ အော်ဂဲနစ်အီလက်ထရောနစ် ပေါင်းထည့်သည့်ပစ္စည်းများတွင် "ပမာဏနည်းပါးသော (ယေဘုယျအားဖြင့် ပမာဏ သို့မဟုတ် ထုထည်အချိုးအားဖြင့် 5% အောက်) ထက်နည်းသော) နှင့် အမြန်အကျိုးသက်ရောက်မှု" ၏ ထူးခြားသောဝိသေသလက္ခဏာများရှိပြီး လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီအချို့၏ မက်ခရိုစကုပ်ဂုဏ်သတ္တိများကို သိသိသာသာ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေသည့် ဘက်ထရီ []။ Additives များသည် ယေဘူယျအားဖြင့် အောက်ပါလက္ခဏာများ ရှိသင့်သည်-

(1) အသုံးပြုမှုနည်းသဖြင့် ဘက်ထရီ၏ စွမ်းဆောင်ရည်တစ်ခု သို့မဟုတ် အများအပြားကို မြှင့်တင်နိုင်သည်။

(2) ၎င်းသည် ဘက်ထရီစွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် ဘေးထွက်ဆိုးကျိုးမရှိသည့်အပြင် ဘက်ထရီပါဝင်သည့် အခြားပစ္စည်းများနှင့် ဘေးထွက်တုံ့ပြန်မှုများကို မဖြစ်ပေါ်စေပါ။

(၃) ၎င်းသည် အော်ဂဲနစ် အီလက်ထရောနစ်နှင့် ကောင်းစွာလိုက်ဖက်မှုရှိပြီး၊ ၎င်းသည် အလွယ်တကူ ပျော်ဝင်နိုင်စေရန် အကောင်းဆုံးဖြစ်သည်။

(4) စျေးနှုန်းသည်အတော်လေးနိမ့်သည်၊ အဆိပ်မရှိသောသို့မဟုတ်နိမ့်သောအဆိပ်သင့်မှု၊ လက်ရှိတွင်၊ လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ electrolyte additives များ၏သုတေသနပြုမှုသည်အောက်ပါအချက်များပေါ်တွင်အဓိကအားဖြင့်အာရုံစိုက်သည်။

(1) SEI ဖလင် [7073] ၏တည်ငြိမ်မှုကို မြှင့်တင်ပါ။

(2) ဘက်ထရီ၏ ဘေးကင်းမှု စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပါ [4-70;

(၃) electrolyte တွင် အက်ဆစ်နှင့် ရေပါဝင်မှုကို ထိန်းချုပ်ပါ။

(၄) electrolyte ၏ conductivity ကို မြှင့်တင်ရန် [8-7 to.

1. လီသီယမ် -အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ SEI ဖလင်၏ တည်ငြိမ်မှုကို မြှင့်တင်ရန် ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ

SEl (Solid Electrolyte Interface) ရုပ်ရှင်၊ ဆိုလိုသည်မှာ အစိုင်အခဲ အီလက်ထရွန်းအဆင့် အင်တာဖေ့စ်ဖလင်၊ သည် ကာဗွန်ပစ္စည်း/လီသီယမ် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းမှ အီလက်ထရီကို ခွဲထုတ်ရန်အတွက် လီသီယမ်အနှုတ်ဘက်ထရီ၏ အနှုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဖွဲ့စည်းထားသော passivation ရုပ်ရှင်ဖြစ်သည်။ SEl ဖလင်ကို လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ၏ ကနဦးစက်ဘီးစီးစဉ်တွင် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ အချို့သော အလားအလာတစ်ခုအောက်တွင်၊ အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း/အီလက်ထရိုလိတ်ကြားခံတွင်၊ အော်ဂဲနစ်ပျော်ဝင်မှုမော်လီကျူးများ၊ လီသီယမ်ဆားအန်အယွန်များ၊ အညစ်အကြေးများနှင့် ပေါင်းထည့်ပစ္စည်းများသည် မပျော်ဝင်နိုင်သောဒြပ်စင်များဖွဲ့စည်းရန်နှင့် အီလက်ထရုဒ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ လျှပ်ကူးပစ္စည်းမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အကျုံးဝင်သွားစေရန် ဆုတ်ယုတ်ပြိုကွဲသွားပါသည်။

ဖလင်-ပေါင်းစပ်ထည့်သွင်းခြင်းများကို အော်ဂဲနစ်ဖလင်အဖြစ် ပိုင်းခြားထားပါသည်။

အော်ဂဲနစ်ဖလင်-ဖွဲ့စည်းခြင်းဆိုင်ရာ ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများတွင် sulfite ပေါင်းထည့်ခြင်း၊ ဆပ်-ကျောက်ချဉ်ထည့်ခြင်းများနှင့် sulfonate ပေါင်းထည့်ခြင်းများ ပါဝင်သည်။

အသုံးများသော sulfite ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများတွင် ဗီနိုင်းဆာလ်ဖိုင် (ES)၊ propylene sulfite (PS)၊ dimethyl sulfite (DMS)၊ diethyl sulfite (DES)၊ စသည်ဖြင့်. 18]။ ကာဗွန်အနုတ်လက္ခဏာလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ sulfite additives များကိုလျှော့ချခြင်းနှင့်ပြိုကွဲခြင်းတို့ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော SEI ဖလင်၏အဓိကအစိတ်အပိုင်းများမှာ inorganic salts LizS, LizSO; သို့မဟုတ် LiuSO နှင့် အော်ဂဲနစ်ဆား ROSO2Lil81]။ သီးခြားဖွဲ့စည်းမှုသည် လက်ရှိသိပ်သည်းဆနှင့်လည်း သက်ဆိုင်ပါသည်။ မြင့်မားသောလက်ရှိသိပ်သည်းဆအောက်တွင်၊ inorganic lithium ဆားကို ဦးစွာထုတ်ပေးသည်။

The organic lithium salt component only appears below 0.5V; at low current density, the organic lithium salt precipitates at 1.5V, and then no inorganic salt is formed. The film strength of different sulfite additives at the interface of carbon anode is ES>PS2DMS>DES

ဓာတုပစ္စည်း 28 တွင် dimethyl subsulfate (DMSO), butyl subsine, ethyl methyl subsine (EMS), cyclopropyl subsulphate (TriMS), 1-methylcyclopropyl subsulphate (MTS), Ethyl sec-butyl sulfite (EsBS), ethyl isobutyl (Esobutyl) နှင့် 3,3,3-trifluoropropylmethyl sulfite (FPMS) စသည်တို့၊

2. လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ ဘေးကင်းမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ

ဘေးကင်းရေးပြဿနာများသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီစျေးကွက်၏ ဆန်းသစ်တီထွင်မှုအတွက် အရေးကြီးသောလိုအပ်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အထူးသဖြင့် လျှပ်စစ်ကားများနှင့် အခြားနယ်ပယ်များရှိ အပလီကေးရှင်းများတွင် ဘက်ထရီဘေးကင်းရေးအတွက် ပိုမိုမြင့်မားပြီး အသစ်သောလိုအပ်ချက်များကို တင်ပြပေးပါသည်။ လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း သာမညဘက်ထရီများသည် ၎င်းတို့အား အားပိုပေးပြီး အားပြန်ထုတ်သည့်အခါ၊ တိုတောင်းသော-လျှပ်စီးကြောင်းကြီးများနှင့် အချိန်အကြာကြီး အလုပ်လုပ်သောအခါ အပူအများအပြား ထုတ်လွှတ်သည်။ ဤအပူသည် မီးလောင်လွယ်သော အီလက်ထရွန်းနစ်များအတွက် ဘေးကင်းလုံခြုံရေးအန္တရာယ်ဖြစ်လာပြီး အပူပိုင်းပြိုကွဲခြင်း (အပူလွန်ကဲခြင်း) သို့မဟုတ် ဘက်ထရီပေါက်ကွဲခြင်းပင် [8] ဖြစ်နိုင်ပါသည်။ မီးတောက်များ ပေါင်းထည့်ခြင်း-မပျက်စီးနိုင်သော ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများသည် မီးလောင်လွယ်သော အော်ဂဲနစ် အီလက်ထရိုလစ်ကို -မီးလောင်လွယ်သော သို့မဟုတ် မဟုတ်သော-မီးလောင်လွယ်သော အီလက်ထရွန်းအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သည်၊ ဘက်ထရီ၏ အပူထုတ်လွှတ်မှုတန်ဖိုးနှင့် ဘက်ထရီကိုယ်တိုင်{10}}အပူပေးနှုန်းကို လျှော့ချပေးကာ ဘက်ထရီအပူလွန်ကဲခြင်းမှ ကာကွယ်ရန် အီလက်ထရွန်း၏ တည်ငြိမ်မှုကိုလည်း တိုးမြှင့်ပေးနိုင်သည်။ မီးလောင်ခြင်း သို့မဟုတ် ပေါက်ကွဲခြင်းအောက်တွင်။

3. လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် အက်ဆစ်နှင့် ရေပါဝင်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန် ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ

အော်ဂဲနစ်အီလက်ထရွန်းတွင်ရှိသော ရေနှင့် HF ပမာဏများသည် အလွန်ကောင်းမွန်သော SEl ဖလင်များဖွဲ့စည်းခြင်းအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိပြီး အီလက်ထရော့မျက်နှာပြင်ရှိ EC နှင့် PC ကဲ့သို့သော ပျော်ဝင်ရည်များ၏တုံ့ပြန်မှုမှ မြင်တွေ့နိုင်သည်။ ဒါပေမယ့် ရေနဲ့ အက်ဆစ် (HF) များလွန်းရင် LiPF ကို ဦးတည်စေမှာ မဟုတ်ပါဘူး။ ပြိုကွဲခြင်းနှင့် SEI ရုပ်ရှင် [8] ကိုဖျက်ဆီးလိမ့်မည်။ AlbO3၊ MgO၊ Bao၊ နှင့် လစ်သီယမ် သို့မဟုတ် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်များကို အီလက်ထရွန်းထဲသို့ ပေါင်းထည့်သောအခါ၊ ၎င်းတို့သည် electrolyte အတွင်းရှိ HF ပမာဏအနည်းငယ်ဖြင့် ဓာတ်ပြုမည်ဖြစ်ပြီး၊ HF ပါဝင်မှုကို လျှော့ချကာ LiPF6 ၏ electrode ၏ ပျက်စီးမှုနှင့် LiPF6 ၏ ပြိုကွဲပျက်စီးခြင်းမှ ကာကွယ်နိုင်သဖြင့် electrolyte ၏ ဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် electrolyte ၏ တည်ငြိမ်မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပြီး ဘက်ထရီစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပါသည်။ သို့သော်၊ ဤအရာများသည် HF ကိုဖယ်ရှားရန်နှေးသောကြောင့် HF ၏ဘက်ထရီစွမ်းဆောင်ရည်ကိုမထိခိုက်စေရန်တားဆီးရန်ခက်ခဲသည်။ အချို့သော အက်ဆစ်အန်ဟိုက်ဒြပ်ပေါင်းများသည် HF ကို လျင်မြန်စွာ ဖယ်ရှားနိုင်သော်လည်း ၎င်းတို့သည် ဘက်ထရီစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပျက်စီးစေသည့် အခြားသော အက်ဆစ်ဓာတ်များကို ထုတ်လုပ်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ Alkane diimine ဒြပ်ပေါင်းများသည် မော်လီကျူးအတွင်းရှိ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အက်တမ်များမှတစ်ဆင့် ရေမော်လီကျူးများနှင့် အားနည်းသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးများ ဖွဲ့စည်းနိုင်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် ရေနှင့် LiPF ကို တားဆီးပေးသည်။ တုံ့ပြန်မှုသည် HF ကိုထုတ်လုပ်သည်။

4. လျှပ်ကူးပစ္စည်းထည့်ပါ။

မြင့်မားသောလျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းသည် Lit ၏ရွှေ့ပြောင်းမှုခံနိုင်ရည်ကိုလျှော့ချရန်နှင့်ဘက်ထရီ၏အားသွင်းမှုနှင့်ထုတ်လွှတ်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကိုတိုးတက်စေရန်အတွက်အရေးကြီးသောအာမခံချက်ဖြစ်သည်။ conductive additive ၏ အခန်းကဏ္ဍမှာ additive molecule နှင့် electrolyte ion တို့သည် lithium salt ၏ ပျော်ဝင်မှုနှင့် ionization ကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် ပေါင်းစပ်တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ solvated lithium ion ၏ solvated radius ကို လျှော့ချပြီး sovnt co-electrode ကို မထိခိုက်စေရန် တားဆီးထားပါသည်။ electrolyte အတွင်းရှိ electrolyte ions နှင့် ၎င်း၏ အပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုအရ၊ ၎င်းကို cation interaction အမျိုးအစား (cation ligand)၊ anion interaction type (anion ligand) နှင့် electrolyte ion interaction type (neutral ligand yl) ဟူ၍ ခွဲခြားနိုင်သည်။

5. နိမ့်သောအပူချိန်စွမ်းဆောင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ရန် additives

နိမ့်သော-အပူချိန်စွမ်းဆောင်ရည်သည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ အသုံးပြုမှုကျယ်ပြန့်လာစေရန် အရေးကြီးသည့်အချက်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် လက်ရှိအာကာသနည်းပညာတွင် ရှိထားရမည့်-တစ်ခုဖြစ်သည်။ N,N-Dimethyltrifluoroacetamide တွင် အနိမ့်ပျစ် (1.09mPa-s၊ 25 degree)၊ မြင့်မားသော ဆူမှတ် (135 ဒီဂရီ) နှင့် flash point (72 degree) ရှိသည်။ ၎င်းတွင် ကောင်းမွန်သော ဖလင်{11}}ဂရပ်ဖိုက်၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ပုံဖော်နိုင်စွမ်းရှိသည်။ အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် ဓာတ်တိုးတည်ငြိမ်မှုကောင်းမွန်ပြီး ပေါင်းစပ်ထားသော ဘက်ထရီသည် အပူချိန်နိမ့်ချိန်တွင် စက်လည်ပတ်မှုကောင်းမွန်ပါသည်။ အော်ဂဲနစ်ဘိုရိုင်းများနှင့် ဖလိုရင်း{14}}ကာဗွန်နိတ်များပါ၀င်သော ဓာတ်များသည် ဘက်ထရီနိမ့်{15}}အပူချိန် စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်အတွက်လည်း အထောက်အကူဖြစ်စေပါသည်။

6. Multifunctional additives များ

တစ်ချိန်တည်းတွင် လုပ်ဆောင်ချက်များ နှစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုထက်ပိုသော ပေါင်းထည့်မှုများကို ဘက်စုံသုံး ပေါင်းထည့်မှုများဟုခေါ်သည်။ ဘက်စုံသုံး ပေါင်းထည့်မှုများသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများအတွက် စံပြဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့သည် နည်းလမ်းများစွာဖြင့် electrolytes ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်နိုင်ပြီး လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ အလုံးစုံလျှပ်စစ်ဓာတုစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရာတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ ၎င်းတို့သည် အနာဂတ်တွင် ဓာတုပစ္စည်းများ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး၏ အဓိကဦးတည်ချက် ဖြစ်လာပါသည်။

အမှန်တကယ်တော့ ရှိပြီးသား additives တစ်ချို့ဟာ သူတို့ကိုယ်သူတို့ ဘက်စုံသုံး additives တွေပါ။ 12-crown-4 ether/8] ကဲ့သို့ PC solvent များထည့်ပြီးနောက် Li ၏ conductivity ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပြီး၊ electrode မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ crown ligand ၏ electrophilic effect သည် Li သည် electrode interface တွင် ပျော်ဝင်နိုင်သော molecules များနှင့် တုံ့ပြန်မှုဖြစ်နိုင်ခြေကို လျော့ကျသွားစေပါသည်။ Li ပေါ်ရှိ crown ether ၏ဦးစားပေးဖြေရှင်းချက်အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် PC မော်လီကျူးများပူးတွဲထည့်သွင်းမှုကိုဟန့်တားကာ electrolysis interface ၏ SEI အမြှေးပါးကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ထားပြီး၊ electrode ၏ပထမပြန်မလှည့်နိုင်သောစွမ်းရည်ဆုံးရှုံးမှုကိုလျှော့ချပေးသည်။ ထို့အပြင်၊ BTE နှင့် TTFP ကဲ့သို့သော halogenated phosphate esters များသည် အီလက်ထရွန်းနစ်တွင် အထူးကောင်းမွန်သော SEl ဖလင်ကို ဖန်တီးရန် ကူညီပေးရုံသာမက ဘက်ထရီ၏ ရှုထောင့်များစွာကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည့် electrolyte ပေါ်တွင် အချို့သော သို့မဟုတ် သိသာထင်ရှားသော မီးမလောင်သည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုလည်းရှိသည်။ စွမ်းဆောင်ရည်။