En général, nous pensons que la raison pour laquelle l'emballement thermique induite est principalement causée par des températures élevées de décomposition thermique de la matière active d'électrode positive, conduisant à oxydatif décomposition de l'électrolyte, tels que les tests de la NASA aux États-Unis montrent qu'une batterie peut être jusqu'à 18650 dans le cas considéré combustion électrolytique 119-175kJ énergie libérée, mais en fait, l'énergie électrique stockée dans la batterie est inférieure à 50 kJ, cette partie de l'énergie supplémentaire dans la décomposition d'environ 40 kJ de la substance active, le reste de la combustion de l'électrolyte.
Facile de voir quand l'emballement thermique se produit, l'électrolyte de la batterie au lithium-ion est un facteur important de la sécurité de l'influence, des tentatives ont donc développé un certain nombre d'électrolyte non-combustible, un exemple de liquide ionique, l'électrolyte un solvant fluoré, mais d'autres facteurs tels que le coût de électrolyte n'a pas été largement utilisé.
Ces dernières années, la montée de tout état solide électrolyte est un moyen de résoudre ce problème, mais en raison de la faible conductivité ionique, un mauvais contact d'interface, électrolyte solide est encore au stade du laboratoire. solvant à base de phosphate, tel que le tris triméthyl phosphate (TMP), le phosphate de triéthyle (TEP) et analogues, étant donné qu'une large plage de température, une bonne solubilité du sel de Li, une faible viscosité et une large fenêtre électrochimique, les esters d'acide phosphorique tel solvant soit un bon choix de la incombustible de solution électrolytique, il y a un problème, mais un solvant à base de phosphate - ne peut pas former un film SEI de stable sur la surface d'électrode négative, entraînant l'écaillage et de l'anode en graphite de délaminage, tandis que la surface d'électrode négative de graphite en raison de la forte catalyse va conduire à une décomposition soutenue de solvant à base de phosphate, qui est devenu un phosphates d'application de la solution électrolytique arête autour du passé.
Pour résoudre ce électrolyte de phosphate de problème, Ziqi Zeng (premier auteur) et Wuhan University of KeeSung Han (auteur correspondant), Ji-Guang présente Zhang (auteur correspondant) un ratio molaire élevée Li / solvant (12) les phosphates solution électrolytique, étant donné que la plupart des molécules de solvant de la solution d'électrolyte avec la structure solvatée Li + est formée, en supprimant ainsi l'apparition de molécules de solvant par réaction du côté anode de graphite, ce qui améliore grandement la batterie au lithium-ion rendement coulombien (18650 cellules de rendement coulombien de 99,7%), et la durée de cycle.
L'image montre l'autre rapport molaire Li / solvant anode en graphite LiFSI-TEP dans la surface de la solution électrolytique est voltamétrie cyclique, le rapport molaire des courbes d'essai de fonctionnement Li / solvant de 1: 5 et 1: 3 dans l'électrolyte sera 0,8V négative décomposition significative se produit, mais lorsque le Li / mole de solvant est porté à 1: 2 dans le pic de décomposition de l'électrolyte autour de 0.8V disparition du courant, ce qui indique qui améliore la capacité d'améliorer efficacement le rapport molaire Li / phosphate de solvant dans le solvant la stabilité de la surface de graphite.
Extraction ci-dessous montre Li / rapports molaires solvant de 1: 1 et 1: LiFSI-TEP solution électrolytique 2 dans la première charge et l'efficacité de décharge de cellule Li / graphite moitié, les deux électrolytes peut être vu que le réversible initiale de demi-cellule capacités étaient efficacité 250mAh / g et 331mAh / g, faradique initiale de 77% et 74%, respectivement, peuvent être ainsi supprimée a montré un rapport molaire élevé Li / solvant de décomposition du solvant à la surface d'électrode négative de graphite, Li / rapport molaire solvant 1: 1 capacité réversible électrolyte est bas principalement parce que la viscosité de l'électrolyte, a provoqué une faible conductivité électrique. Pour former une plus membrane sei stable, a également ajouté une petite quantité d'additif de formation de film (5% FEC et 0,05 mol / L de LiBOB) à la solution électrolytique, de sorte que la cellule négative de graphite de la moitié de la première augmentation de l'efficacité de 85%.
Haut rapport molaire solvant Li / électrolyte présente également une bonne performance du cycle peut être vu de la figure anode en graphite dans un rapport molaire Li de solvant / 1: 2 dans la solution électrolytique 100 cycles, le taux de rétention de la capacité de 74% les FEC et ajouté le film d'électrolyte de phosphites additif formant exposera la performance cycliste plus stable, le taux de rétention d'une capacité de 100 cycles jusqu'à 91%, le rendement faradique de cycle allant jusqu'à 99,8%, les résultats ont été avec une solution électrolytique à base de carbonate peut être presque comparable à. Mécanisme trouvé que l'addition de FEC élevée et formée teneur en électrolyte de LiBOB dans le film SEI de LiF (produits de décomposition FEC) et l'augmentation de la teneur en oligomère organique (décomposition de LiBOB), un tel organique dense - film SEI composite inorganique TEP mieux à même de réduire le contact avec le graphite, ce qui réduit la décomposition du solvant de type ester de phosphate, d'améliorer la durée de vie de l'électrode négative et l'efficacité faradique.
Afin de vérifier les performances de la solution d'électrolyte non-inflammable décrit ci-dessus dans la pile entière, ZiqiZeng LCO en utilisant l'électrode positive et le graphite d'électrode négative 18650 un électrolyte à base de phosphate ajouté à l'additif de formation FEC et le film est testé LiBOB, 0,05C ci-dessous indique la batterie le taux de cycle de données, peut être vu de la figure, la pleine rétention de la capacité de la batterie après 50 cycles était de 90% (à l'aide de rétention électrolyte capacité de la batterie à base de carbonate d'environ 94%), le rendement faradique charge et de décharge de 99,7 %.
Bien que cette solution électrolytique non combustible par comparaison avec les phosphates de carbonate basé entreprise d'électrolyte, il existe un écart sur la performance du cycle, mais l'utilisation de cette solution électrolytique non combustible a grandement amélioré la performance de sécurité de la batterie au lithium-ion, le court-circuit , l'acupuncture, et le test de compression, la solution électrolytique incombustible 18650 passé tous les tests, l'utilisation commerciale de la batterie d'électrolyte à base de carbonate en appuyant uniquement sur le test, en particulier dans la cellule de test de pénétration des ongles en utilisant la solution électrolytique incombustible le maintien de l'intégrité de la structure, il n'y a pas de combustion a lieu, et l'utilisation commerciale de la batterie à électrolyte à base de carbonate-feu se produit dans l'essai de pénétration de l'ongle, la batterie entière à brûler (la partie inférieure de la batterie figure de bas) (cellule médiane du bas).
En utilisant haute Ziqi Zeng Li / rapport molaire de solvant pour améliorer le rapport de molécules de solvant du solvant, ce qui améliore grandement la stabilité de l'électrolyte de type phosphate à la surface d'électrode négative de graphite, pour améliorer l'efficacité de Coulomb charge et de décharge et les caractéristiques du cycle, de telle sorte que les esters de phosphate et une solution électrolytique à base de carbonate possède une performance comparable à la solution électrolytique, tandis que la solution électrolytique incombustibles phosphates caractéristiques améliorées aussi fortement les propriétés de sécurité de la batterie au lithium-ion, d'une batterie au lithium-ion à l'aide en douceur par extrusion, aiguilletage et test de court-circuit.
