Éifeacht Tiúchan NMP ar Fheidhmíocht Battery LFP

fosfáit iarainn litiam (LiFePO4)ábhar catóide leictreoidÚsáideann sciodar ola-bhunaithe de ghnáthN-methylpyrrolidone (NMP), sulfoxide dimethyl agus dimethylformamide mar thuaslagóirí, a bhfuil fadhbanna cosúil le aisghabháil tuaslagóir deacair, méid mór úsáide agus truailliú comhshaoil. Ábhar leictreoid dhearfach LiFePO4 Úsáideann sciodar uisce-bhunaithe uisce dí-ianaithe mar thuaslagóir, atá neamhdhíobhálach don chomhshaol agus ar chostas íseal, ach tá fadhbanna ag an mbileog leictreoid dhearfach ceanglóra uisce-bhunaithe ar nós solúbthacht bocht, greamaitheacht lag na n-ábhar gníomhach agus feidhmíocht leictriceimiceach bocht. Sa pháipéar seo, ullmhaíodh leatháin leictreoid dhearfacha le méideanna breise NMP éagsúla chun staidéar a dhéanamh ar éifeacht NMP ar fheidhmíocht leatháin leictreoid dhearfacha ullmhaithe leceanglóra uisce-bhunaithe LA132.

Turgnamh

Ullmhaíodh an ceanglóra uiscí LA132, supersheoltach carbóin dubh, uisce dí-ianaithe agus LiFePO4 isteach i sciodar ag cóimheas maise de 2.5:2.5:50:40. Cuireadh ceithre chuid sciodair le 0, 1%, 2% agus 3% NMP, uimhrithe A, B, C agus D. Féilire an leictreoid dhearfach. An leictreoid dhearfach a thriomú ag 100 céim i bhfolús ar feadh 24h chun uisce agus NMP a bhaint, agus ullmhaíodh an leictreoid dhearfach le hábhar ábhar gníomhach de 95%. Gearr é ina dhioscaí trastomhas 20mm. Bailigh cill mona CR2016 le leictreoid dhiúltach leathán miotail litiam, 1 mol/LLiPF6/(EC+DEC+DMC) (cóimheas toirte 1:1:1) leictrilít, deighilteoir polapróipiléine microporous, i mbosca lámhainní líonta le gás tirim Argón.

Gcéad dul síos, lúb na bileoga leictreoidí A, B, C, agus D 180 céim, agus ansin déan tástáil ar ghreamaitheacht na leatháin leictreoid ar mheaisín tástála teanntachta. Ansin, déan tástáil toughness ar na leatháin leictreoid ar thástálaí toughness (tá trastomhais na slata seafta 1, 2, 3, 4, 6, 8, agus 10 mm, faoi seach), agus breathnaigh an bhfuil scoilteanna ar an dromchla. de na leatháin leictreoid tar éis foirceannadh. Is é 0.1C dlús reatha na tástála muirear agus urscaoilte ceallraí, agus is é 2.5 ~ 3.5V an voltas tástála.

Torthaí agus Plé

Is léaráid tástála é Figiúr 1 maidir le greamaitheacht an leictreoid LiFePO4 ag lúbadh 180 céim. Is féidir a fheiceáil ó Fhíor 1 go bhfuil feabhas suntasach ar ghreamaitheacht an leictreoid mar gheall ar NMP a chur leis, agus go bhfuil feabhas ar ghreamaitheacht an leictreoid comhréireach leis an méid NMP a chuirtear leis. Is cineál fórsa van der Waals é greamaitheacht, a bhraitheann ar an idirghníomhú idir móilíní.

Le linn phróiseas táirgthe bileoga leictreoid LiFePO4, beidh na leatháin leictreoid i dteagmháil le ocsaigin san aer gan dabht. Le linn an phróisis téimh, imoibríonn na leatháin leictreoid téite le ocsaigin chun grúpaí aigéadacha a fhoirmiú. Tá easpa leictreoin sna grúpaí aigéadacha agus foirmeoidh siad naisc hidrigine idirmhóilíneacha laga le (-CN) sa ceanglóra uiscí. Athróidh sé thixotropy an sciodair, laghdóidh sé sreabhach, agus cuirfidh sé faoi deara sciath sciodair míchothrom. Tar éis NMP a chur leis, neodróidh sé na grúpaí aigéadacha ar na bileoga leictreoid. Féadann sé caillteanas leictreon a laghdú ar dhromchla na leatháin leictreoid, cosc ​​a chur ar an sciodar ó thixotropy, agus an greamaitheacht idir an ceanglóra agus an bailitheoir reatha a mhéadú. Tá an sciodar leictreoid dhearfach scaipthe go cothrom agus feabhsaítear an sreabhach, rud a fheabhsaítear ráta úsáide an sciodair agus na leatháin leictreoid. Mar sin, is féidir le NMP tuaslagóir leictreon-saibhir feabhas a chur ar fheidhmíocht na ceallraí.

Taispeánann Tábla 1 torthaí na tástála solúbthachta ar cheithre chineál bileoga leictreoid. Ag breathnú ar Fhigiúr 1, is féidir a fháil amach go raibh scoilteanna dromchla le feiceáil nuair a rinne an tsnáthaid foirceannadh 6mm trastomhas an leictreoid dhearfach A a thástáil, agus nuair a tástáladh an tsnáthaid foirceannadh 1mm trastomhas, ní raibh scoilteanna dromchla ag na leictreoidí B~D. Is féidir a fheiceáil gurb é an tsolúbthacht is boichte an leathán leictreoid dhearfach uisce-bhunaithe íon, atá seans maith go scoilteanna, bristeadh agus cuimilt le linn ullmhúcháin. Is féidir le NMP a chur leis solúbthacht an bhileog leictreoid a fheabhsú agus ráta úsáide an bhileog leictreoid a mhéadú. Is polaiméirí polacha láidre iad na cáithníní laitéis sa ceanglóra LA132 le fórsaí láidir idirmhóilíneacha agus cumas casta lag, agus is furasta an leathán leictreoid a bhriseadh. Le NMP a chur leis, méadaíonn trastomhas na gcáithníní laitéis sa ceanglóra LA132, méadaíonn an cumas casadh, laghdaítear cumas uainíochta slabhra mhóilíneach, agus feabhsaítear solúbthacht an bhileog leictreoid.

Taispeánann Tábla 2 torthaí tástála feidhmíochta leictriceimiceach an bhileog leictreoid. Tá luachanna an chéad urscaoilte sainacmhainneacht, éifeachtúlacht muirir agus urscaoilte, voltas airmheán urscaoilte agus cóimheas reatha tairiseach go bunúsach mar an gcéanna. Léiríonn sé seo nach bhfuil aon éifeacht ag cur NMP ar an gcumas urscaoilte agus ar shaintréithe muirir agus urscaoilte ábhar gníomhach leictreoid dhearfach an bhileog leictreoid dhearfach.

Léiríonn Fíoracha 2 go 4 an gaol idir an cóimheas reatha tairiseach, cumas ráta urscaoilte sonrach, voltas airmheán urscaoilte agus méid breise NMP de na ceithre bhileog leictreoid.

Ó Fhigiúr 2, is féidir a fháil amach, faoi na coinníollacha tástála céanna, go bhfuil na cóimheasa reatha tairiseach muirir de na ceithre chadhnraí ar fad os cionn 98.2%. Ó Fhigiúirí 3 agus 4, is féidir a fháil amach go leanann cumas urscaoilte sonrach agus voltas airmheán an leatháin leictreoid chéanna ag meath le méadú ar an ráta urscaoilte.

Tá cumas urscaoilte agus voltas airmheán leictreoidí A agus B go bunúsach mar an gcéanna ag rátaí urscaoilte éagsúla. De réir mar a mhéadaíonn an ráta urscaoilte, méadaíonn voltas airmheán agus cumas urscaoilte leictreoidí C agus D de réir a chéile. Is féidir a fheiceáil, nuair a chuirtear NMP isteach ag tiúchan nach mó ná 1%, ní dhéanfar difear do fheidhmíocht urscaoilte ráta na ceallraí. Nuair a chuirtear NMP isteach ag tiúchan níos mó ná 1%, beidh tionchar ag NMP ar chumas urscaoilte agus voltas airmheán an leictreoid dhearfach.

Taispeánann Figiúr 5 cuair feidhmíochta timthriall na gceithre chineál cadhnraí. Trí Fhíor 5 a bhreathnú, is féidir a fháil amach, ag tús na timthriall muirear agus urscaoilte, go bhfuil treochtaí meath acmhainneachta leatháin leictreoid A agus leatháin leictreoid B cosúil le chéile, agus tá treochtaí meath acmhainneachta leatháin leictreoid C agus bileoga leictreoid D cosúil. , cé go bhfuil rátaí meath na leatháin leictreoid C agus bileoga leictreoid D níos mó. De réir mar a leanann an timthriall ar aghaidh, luasghéaraíonn meath na leatháin leictreoid A, C agus D, agus tá ráta lobhadh bileog leictreoid B fós gan athrú go bunúsach. Is é an ráta coinneála toilleadh ceallraí deiridh ná leathán leictreoid D＜C＜A＜B. Léiríonn sé seo, nuair a bhíonn an méid NMP breise níos lú ná 1%, go bhfuil sé tairbheach tréithe timthriall na ceallraí a fheabhsú, agus nuair a bhíonn an méid NMP breise níos mó ná 1%, déanfar difear do shaintréithe timthriall na ceallraí.

Conclúid

Is féidir greamaitheacht an bhileog leictreoid dhearfach a fheabhsú trí NMP a chur leis, agus méadóidh an greamaitheacht de réir a chéile le méadú ar an méid NMP a chuirtear leis. Tar éis NMP a chur leis, déanfar na grúpaí aigéadacha ar an leictreoid a neodrú, rud a d'fhéadfadh caillteanas leictreon a laghdú ar an dromchla leictreoid, cosc ​​a chur ar an sciodar ó thixotropy, greamaitheacht an ceanglóra agus an bailitheoir reatha a mhéadú, an sciodar leictreoid dhearfach a scaipeadh go cothrom. , agus feabhas a chur ar an sreabhach, agus ar an gcaoi sin feabhas a chur ar úsáid an sciodair agus an leictreoid. Nuair a bhíonn an méid NMP breise níos lú ná 1%, ní dhéanfaidh sé difear d'fheidhmíocht ráta urscaoilte na ceallraí agus féadann sé tréithe timthriall na ceallraí a fheabhsú. Mar sin féin, nuair a bhíonn an méid NMP breise níos mó ná 1%, beidh tionchar ag NMP ar chumas urscaoilte agus voltas airmheán an leictreoid dhearfach agus laghdóidh sé saintréithe timthriall na ceallraí.