Лити металлын хатуу төлөвт батерейг судлах, хөгжүүлэхэд бээлий хайрцагны үүрэг

Орчин үеийн технологийн хурдацтай хөгжлийг дагаад лити металлын хатуу төлөвт батерейг үр ашигтай, цэвэр эрчим хүч хадгалах төхөөрөмж болгон зөөврийн электрон төхөөрөмжөөс эхлээд шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэл, тэр ч байтугай том хэмжээний эрчим хүч хадгалах систем хүртэл олон салбарт ашиглаж байна. Лити батерейны гүйцэтгэл нь хүрээлэн буй орчны чийг, хүчилтөрөгчийн нөлөөнд маш мэдрэмтгий байдаг дотоод материал, эд ангиудын чанар, тогтвортой байдлаас ихээхэн хамаардаг. Бээлий хайрцаг нь ус, хүчилтөрөгчгүй орчныг нарийн хянах боломжтой төхөөрөмж болох литийн батерейг хөгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

• Литиум батерейны материалын ус ба хүчилтөрөгчийн мэдрэмж

Сөрөг электродын графит материал ба литийн кобальт исэл, литийн төмрийн фосфат, эерэг электродын гурвалсан материал (никель кобальт манганы исэл гэх мэт), мөн электролит зэрэг лити батерейны электродын материалууд нь ус эсвэл окситөрөгчтэй харьцах үед хэд хэдэн сөрөг урвалд ордог. Чийг нь литийн металл эсвэл литийн давстай урвалд орж литийн гидроксид зэрэг бодисыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн литийн идэвхтэй эх үүсвэрийг хэрэглэдэг төдийгүй электродын материалын бүтцийн эвдрэл, гүйцэтгэлийн доройтолд хүргэж болзошгүй юм. Хүчилтөрөгч нь электродын материалыг исэлдүүлж, химийн найрлага, цахилгаан химийн шинж чанарыг өөрчилдөг, тухайлбал эерэг электродын материалын торны бүтцийг өөрчлөх, цахилгаан дамжуулах чанар, литийн ион тархах чадварыг бууруулдаг. Үүнээс гадна ус болон хүчилтөрөгчөөс үүсэх гаж нөлөө нь хий үүсгэж, батерейны дотоод даралтыг нэмэгдүүлж, аюулгүй байдалд аюул учруулж, хүчин чадал, ашиглалтын хугацаа, лити батерейны цэнэгийн цэнэгийн үр ашиг зэрэг гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлтүүдэд ноцтой нөлөөлдөг.

• Электродын материал бэлтгэхэд бээлий хайрцаг хэрэглэх

1. Түүхий эд боловсруулах

Электродын материалыг бэлтгэх эхний шатанд металлын ислийн нунтаг, литийн давс гэх мэт төрөл бүрийн түүхий эдийг нарийн жигнэж, бээлий хайрцагт урьдчилан боловсруулах шаардлагатай. Эдгээр түүхий эд нь ус, хүчилтөрөгчийн мэдрэмтгий байдлаас шалтгаалан бээлий хайрцгийн усгүй, хүчилтөрөгчгүй орчин (ихэвчлэн 1ppm-ээс бага чийг, 1ppm-ээс бага хүчилтөрөгч) нь түүхий эдийг жинлэх, цэвэрлэх явцад чийг шингээх, исэлдэхээс үр дүнтэй сэргийлдэг. стехиометрийн харьцаа. Тухайлбал, литийн төмрийн фосфатын катодын материалыг бэлтгэхэд төмрийн эх үүсвэр, литийн эх үүсвэр, фосфорын эх үүсвэрийн үнэн зөв харьцаа нь өндөр үзүүлэлттэй материал авах үндэс суурь болдог бөгөөд бээлий хайрцаг нь энэ процесст найдвартай баталгаа болдог.

2. Холих, жигнэх

Жинлэсэн түүхий эдийг бээлий хайрцагт хольж, янз бүрийн түүхий эдийг бөмбөлөгт тээрэмдэх зэрэг механик холих аргыг ашиглан жигд холино. Дараагийн агнуурын процессыг ихэвчлэн бээлий хайрцаг эсвэл түүнтэй холбогдсон идэвхгүй уур амьсгалтай зууханд хийдэг. Шингэрүүлэх явцад усгүй, хүчилтөрөгчгүй орчин нь нэг төрлийн болор бүтцийг бий болгож, хольц үүсэхээс сэргийлдэг. Жишээлбэл, гурвалсан эерэг электродын материалыг задлахын тулд бээлий хайрцагны систем дэх тохиромжтой температур, уур амьсгалын орчин нь болор бүтэц дэх никель, кобальт, манган зэрэг элементүүдийг жигд хуваарилж, материалын цахилгаан химийн үзүүлэлтийг сайжруулдаг.

• Лити батерейны угсралтад бээлий хайрцаг хэрэглэх

1. Туйлын боловсруулалт

Бэлтгэсэн эерэг ба сөрөг электродын хуудсыг угсрахаасаа өмнө бээлий хайрцагт хийж, цавуугаар бүрэх, хатаах, бусад үйлдлүүдийг хийх шаардлагатай. Эдгээр үйлдлүүд нь электродын гадаргуугийн бохирдол, исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэх, электродын тэгш байдал, идэвхтэй бодисын жигд тархалтыг хангах зорилгоор усгүй, агааргүй орчинд хийгддэг. Жишээлбэл, туйлшруулагч дээр бүрсэн поливинилиден фторид (PVDF) цавуу нь ус, хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор гидролизд орж, холболтын гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Бээлий хайрцагны орчин нь энэ асуудлаас үр дүнтэй зайлсхийдэг.

2. Зайг угсрах үйл явц

Батерейг угсарч, эерэг ба сөрөг электрод, тусгаарлагч, электролит зэрэг эд ангиудыг зайны эсүүдэд угсрах үйл явц бүгд бээлий хайрцагт хийгдсэн. Туйлшруулагч ба диафрагмыг төлөвлөсөн дарааллаар нь овоолж, ороосоны дараа бээлий хайрцагт тодорхой хэмжээний электролит хийнэ. Электролит нь ерөнхийдөө ус, хүчилтөрөгчийн хэт мэдрэмтгий литийн давс, органик уусгагчийг агуулдаг. Бээлий хайрцаг нь тарилгын явцад электролит нь ус, хүчилтөрөгчтэй харьцахгүй, задрах, муудахаас сэргийлж, батерей хэвийн ажиллаж, сайн үзүүлэлттэй байх боломжийг олгодог.

• Лити металлын хатуу төлөвт батерейны гүйцэтгэлийн туршилтанд бээлий хайрцгийг ашиглах

Туршилтын дээж бэлтгэх

Цэнэглэх, цэнэггүй болгох туршилт, мөчлөгийн ашиглалтын туршилт, хурдны гүйцэтгэлийн туршилт гэх мэт батерейны гүйцэтгэлийн туршилт хийхээс өмнө туршилтын дээжийг савлаж, бээлий хайрцагт холбох шаардлагатай. Товчлуур эсвэл цилиндр батерейны хувьд электродыг туршихдаа холболтын хэсгүүдийн исэлдэлт, бохирдлоос урьдчилан сэргийлэх, туршилтын өгөгдлийн нарийвчлал, найдвартай байдлыг хангахын тулд бээлий хайрцагт ажиллах шаардлагатай.

Бээлий хайрцаг нь янз бүрийн асуудалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг литийн металл хатуу төлөвт батерейны судалгаа, хөгжүүлэлт, электродын материалыг бэлтгэх, батерейны угсралтаас эхлээд гүйцэтгэлийн туршилт хүртэл. Энэ нь литийн батерейны судалгаа, хөгжилд ус, хүчилтөрөгчгүй, өндөр тогтвортой, хяналттай уур амьсгалыг бүрдүүлж, литийн батерейны материал, эд ангиудад ус, хүчилтөрөгчийн сөрөг нөлөөллөөс үр дүнтэй зайлсхийж, судалгаа, боловсруулалтын үйл явцын үнэн зөв, найдвартай байдлыг баталгаажуулдаг.