Zeolitowe sita molekularne można stosować do odwadniania elektrolitów poprzez fizyczną adsorpcję, unikając negatywnego wpływu wody, a tym samym poprawiając wydajność i bezpieczeństwo baterii litowej, co ostatnio przyciąga coraz większą uwagę.
Składniki powszechnych elektrolitów litowych
Rozpuszczalniki organiczne są głównym składnikiem elektrolitu i stanowią około 80% ~ 90%. Rozpuszczalniki te obejmują węglan etylenu (EC), węglan dimetylu (DMC), węglan propylenu (PC), węglan dietylu (DEC), węglan etylu i metylu (EMC) itp.
Sól litowa jest kolejnym składnikiem elektrolitu i stanowi rdzeń litu. Te sole litu obejmują heksafluorofosforan litu (LiPF6), bis(fluorosulfonylo)imid litu (LiFSI), tetrafluoroboran litu (LiBF₄), nadchloran litu (LiClO₄) itp.
Dodatki stanowią około 5% elektrolitu. Dodatki te obejmują dodatki-błonotwórcze,-dodatki zmniejszające palność, stabilizatory itp. Na przykład popularne-dodatki błonotwórcze, takie jak węglan winylu (VC), fluorowany węglan winylu (FEC).
Ogólnie rzecz biorąc, działanie elektrolitu litowego zależy od synergistycznego działania rozpuszczalników, soli litu i dodatków. Na przykład połączenie mieszanego rozpuszczalnika EC/DMC i LiPF6może zrównoważyć zarówno przewodność jonową, jak i stabilność.
Wpływ obecności wody w elektrolitach
Składniki te są niezwykle wrażliwe na działanie elektrochemiczne, a woda i zanieczyszczenia mogą poważnie wpłynąć na produkcję i jakość baterii litowych. Na przykład:
Woda może wchodzić w reakcję chemiczną z solami litu zawartymi w elektrolicie, tworząc szkodliwe substancje, takie jak kwas fluorowodorowy (HF) i fluorek litu (LiF), które mogą uszkodzić strukturę akumulatora, spowodować wycieki lub zwarcia oraz zmniejszyć pojemność akumulatora.
Warstwa styku stałego elektrolitu (SEI) utworzona przez dodatki- tworzące warstwę może zostać uszkodzona przez wodę, tracąc swoją gęstość i jednorodność, co prowadzi do wzrostu rezystancji wewnętrznej akumulatora i zmniejszenia pojemności rozładowania.
Podczas ładowania i rozładowywania woda może rozkładać się, tworząc gazy (takie jak CO₂ i H₂), co zwiększa ciśnienie wewnętrzne akumulatora. Może to prowadzić do wybrzuszenia baterii, wycieku płynu, a nawet dymu, pożaru i eksplozji, stwarzając zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Zagrożenia związane z wodą, o których mowa podczas obróbki rozpuszczalnikiem, występują również w elektrolicie. Podsumowując, obecność wody wpływa na przewodność elektrolitu, stabilność styku elektrolitu oraz żywotność i bezpieczeństwo cyklu baterii. Jest to kluczowy czynnik kontrolny przy produkcji i użytkowaniu baterii litowych.
Sita molekularne do odwadniania elektrolitów
Zastosowania sit molekularnych w elektrolitach różnią się w zależności od ich konkretnych celów, takich jak suszenie rozpuszczalnika, odwadnianie i odkwaszanie elektrolitu, regeneracja elektrolitu i poprawa wydajności elektrochemicznej.
Zeolitowe sito molekularne typu 5A jest najbardziej preferowane do odwadniania elektrolitu i może skutecznie usuwać wodę z elektrolitu, zapobiegając zwiększonemu oporowi wewnętrznemu i reakcjom elektrochemicznym, poprawiając w ten sposób wydajność i bezpieczeństwo baterii litowej.
Do elektrolitów litowych można selektywnie nakładać sita molekularne typu 3A, 4A, 13X, typu litowego i zeolitu kompozytowego. Wykorzystując ich silną adsorpcję, właściwości przesiewania jonów i stabilność strukturalną, w celu poprawy czystości, stabilności i wydajności cyklicznej elektrolitów.
