ประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์สูตรใหม่ Kurun 98%

- Jul 21, 2017-

แบตเตอรี่สำรองของโพแทชได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้ที่มีแนวโน้มในการจัดหาเทคโนโลยีการเก็บพลังงานในอนาคตเนื่องจากความพร้อมใช้งานของทรัพยากรค่าใช้จ่ายต่ำและแรงดันแบตเตอรี่ที่เพียงพอ ทีม Yiying Wu ที่ Ohio State University รายงานว่าแบตเตอรี่ K-O2 มีพลังงานเฉพาะที่ 935 วัตต์ / กก. ในปี 2013 นับ แต่นั้นเป็นต้นมาผู้คนเริ่มที่จะศึกษาโดยการลดอิเลคโทรดโลหะ K ในผลข้างเคียงซึ่งจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพของวงจร


มีรายงานว่าโพลีเอทเทียมรองพื้นแบตเตอรี่บวกและลบที่แตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุคาร์บอนวัสดุผสมหรือสารประกอบที่ฝังตัวการใช้โพแทสเซียมเป็นขั้วลบเชิงเดี่ยวสามารถให้ความจุเฉพาะได้ดีกว่า อย่างไรก็ตามโลหะ K มีปฏิกิริยาสูงกับอิเล็กโทรไลต์และการสะสมตัวกลับและการลอกออกของ K ในอิเล็กโทรไลต์ยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญและจำเป็นต้องใช้ตัวเชื่อมอิเลคโตรไลท์แบบอิเลคโตรไลต์แบบอิเลคโตรไลต์ (SEI) เพื่อทำให้พื้นผิวโลหะโพแทสเซียมมีเสถียรภาพเพื่อให้บรรลุจุดมุ่งหมายข้างต้น


ทีม Yiying Wu ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอเป็นครั้งแรกแสดงให้เห็นว่าการสะสมและการลอกคราบ K / การลอกคราบที่ยาวนานและสามารถกลับคืนมาได้เป็นอย่างดีสามารถทำได้ด้วยอิเล็กโทรไลต์อีเทอร์ dimethyl (DME) โพแทสเซียม bisfluorosulfonylimide (KFSI) ในกรณีที่ไม่มีการเคลือบพื้นผิวหรือการดัดแปลงเมมเบรนอิเล็กโทรดเชิงลบของโลหะ K มีการสะสมและปอกเปลือกที่มีประสิทธิภาพสูง (ประมาณ 99%) ใน 200 วัฏจักร


ลักษณะเฉพาะที่ได้รับการยืนยัน (XPS และ NMR) SEI ที่เป็นเนื้อเดียวกันส่วนใหญ่ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาระหว่าง K โลหะและ KFSI ตลอดจนการขึ้นรูปและอะซิเตทจากการสลายตัวของ DME ในที่สุดอิเลกโทรไลท์ของอิเล็กโทรไลต์ KFSI-DME สามารถขยายเป็น 5V (เทียบกับ K / K +) ได้โดยการปรับความเข้มข้น


การกลับตัวของกระบวนการสะสม / การละลายของ K ในอิเล็กโทรไลต์ต่างๆได้รับการประเมินโดยการทำการทดลองแบบเทอร์โมสติค ด้วย K เป็นขั้วไฟฟ้าทองแดงบริสุทธิ์เป็นขั้วไฟฟ้าที่ใช้งานได้และเซลล์ปุ่มประกอบของไดอะแฟรม Celgard ในสารละลายอิเลคโตรไลท์ที่แตกต่างกัน KFSI-DME เป็นสูตรเดียวที่สามารถนำมาใช้ในการสะสมและการลอกลอกมาได้ในระยะยาว


1M KPF6-DME, 1M KTFSI-DME และ 0.8M KPF6-EC / DEC ไม่สามารถทำการปลดล็อก / ลอกและคว่ำได้เนื่องจากความสามารถในการสลายตัวต่ำและประสิทธิภาพของประจุไฟฟ้าต่ำทำให้แบตเตอรี่เกิดความเสียหายภายใน 10-20 รอบ ในทางตรงกันข้ามอิเล็กโทรไลต์ KFSI-DME ที่ใช้เจือจาง (อัตราส่วนโมล = 0.1) และความเข้มข้น (molar ratio = 0.5) สามารถบรรลุประสิทธิภาพของรูพรุนสูง 99% ในรอบมากกว่า 100 ครั้ง


รูปที่ 1b และ c เป็นเส้นโค้งค่าการปล่อยประจุคงที่และสมรรถนะการขี่จักรยานของเซลล์กึ่งหนึ่งของ K / Cu ใน KFSI / DME = 0.1 electrolyte เนื่องจากปฏิกิริยาด้านเริ่มต้นระหว่าง KFSI-DME และโลหะ K ที่สามารถลดปริมาณได้ประสิทธิภาพของ Coulomb มีค่าน้อยกว่า 90% ในห้าวัฏจักรแรก อย่างไรก็ตามการก่อตัวของฟิล์ม SEI เพื่อป้องกันการบริโภคอิเลคโตรไลท์อย่างต่อเนื่องโดยมีความก้าวหน้าของวัฏจักร Coulomb มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและในที่สุด 99%


ที่ 4 mA / cm2 เมื่อ K เหลือสะสมอยู่ที่ด้านขั้วไฟฟ้า Cu เส้นโค้งการชาร์จจะหยุดการดัด (เส้นตรง) ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการทำงานของแบตเตอรี่สมมาตร K / K ประสิทธิภาพการประจุไฟฟ้าของ KFSI / DME = 0.5 ในรอบแรกอาจเนื่องมาจากการลดโมเลกุลของ DME ฟรีลงโดยโลหะโพแทสเซียม

1500257379692989.png

คู่ของ:โทรศัพท์มือถือกล้องอินฟราเรดแนะนำรุ่นที่สอง FLIR หนึ่งได้รับการเปิดตัว ถัดไป:วัสดุแอโนดแบตเตอรี่ลิเธียมใหม่ไม่มีกาว