El electrolito es uno de los componentes clave de las baterías LifePO4, que tiene un impacto significativo en el rendimiento, la seguridad y la longevidad de la batería.
El electrolito tiene las funciones de conducción de iones, estabilidad química y protección de la interfaz: durante el proceso de carga y descarga, el Li⁺ en el electrolito migra entre el electrodo positivo (LifePo₄) y el electrodo negativo para completar la transferencia de carga. El rango de voltaje operativo de la batería (aproximadamente 2. 5-3. 8V en Lifepo₄) es estable para evitar la descomposición, y se forman una película SEI estable y una película CEI (interfaz de electrolitos positivo), reduciendo las reacciones laterales.
Las baterías de LifePo₄ generalmente usan un electrolito líquido orgánico, que se compone principalmente de las siguientes tres partes:
1. Sal de litio: Es un portador que proporciona iones de litio (li⁺). Las sales de litio de uso común son: hexafluorofosfato de litio (LIPF₆), tetrafluoroborato de litio (libf₄), perclorato de litio (liclo₄), etc. Debido a su buen equilibrio entre conductividad, estabilidad y costo, LIPF₆ es el más comúnmente utilizado.
2. Solvente orgánico: Su papel es disolver sales de litio y actuar como un medio para el transporte de iones. Solventes de uso común: solventes mixtos de carbonato,
Incluir:
Carbonatos cíclicos: carbonato de etileno (CE), carbonato de propileno (PC) (alta constante dieléctrica, SIDA en la disociación de sal de litio). Carbonatos de cadena: carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de metil etilo (EMC) (baja viscosidad, capacidad de flujo mejorada).
Relación de mezcla: típicamente EC DMC o EC EMC para equilibrar la permitividad y la viscosidad.
3. Aditivos (pequeñas cantidades): mejorar las propiedades específicas.
Los aditivos formadores de películas, como el carbonato de vinileno (VC), el fluorocarbonato (FEC), forman una película SEI estable (interfaz de electrolitos sólidos) en la superficie del ánodo.
Aditivos anti-sobrenades: como el bifenilo (BP), que evita que el electrolito se descomponga cuando la batería se sobrecarga.
Los aditivos retardantes de la llama, como los ésteres de fosfato, para mayor seguridad.
El electrolito de la batería LifePo₄ es un sistema de líquido orgánico con Lipf₆ como sal de litio y mezcla de carbonato como disolvente, suplementado por aditivos funcionales. Debe diseñarse con conductividad iónica, estabilidad química y compatibilidad interfacial en mente. En el futuro, los electrolitos sólidos y las formulaciones de alta seguridad serán las principales direcciones de desarrollo.
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