Los electrolitos copolímero de injerto de estado sólido para aplicaciones de batería de litio

El objetivo general de este procedimiento es construir baterías de litio de polímero sólido. En primer lugar, utilice un enfoque de polimerización por radicales libres para sintetizar un polímero de injerto, y luego recubra el cátodo con polvos de litio. Proceda a recubrir el polímero sólido tanto en el cátodo como en el ánodo de metal de litio.

Ahora ensamble el cátodo y el ánodo en una celda completa. La prueba de conductividad se utiliza para demostrar que el polímero sólido puede funcionar como electrolito. Primero tuvimos la idea de este método porque queríamos mejorar la humectación entre las partículas del cátodo y el electrolito del polímero.

Y lo hicimos utilizando el polímero también como aglutinante catódico para sintetizar la mezcla catódica. Polvos de fosfato de hierro y litio molidos con bolas con negro de humo y disuelva la mezcla en la solución electrolítica de copolímero de injerto en una proporción de peso de cinco a uno a uno, caliente la suspensión a 80 grados Celsius con la tapa abierta bajo agitación continua. A continuación, sonique y agite magnéticamente la lechada para garantizar una mezcla adecuada.

Ahora, rasqueta la lechada con un factor de carga de 10 miligramos por centímetro cuadrado sobre el papel de aluminio. Seque el cátodo compuesto en un horno de vacío a 80 grados centígrados durante la noche para eliminar cualquier residuo de tetra hidro y humedad. Transporte el cátodo compuesto a una guantera llena de argón a un punzón cortador de electrodos de alta precisión, discos pequeños de 1,4 centímetros cuadrados.

A continuación, deje caer la solución de GCE pura fundida sobre los discos de electrodos para formar la capa de electrolito. Caliente los discos de electrolito del cátodo final en una placa calefactora dentro de la guantera con un punto de rocío de 80 grados centígrados para evaporar el THF. Ahora, con una herramienta de cierre manual, ensamble las pilas de botón CR 2 0 3 2 junto con discos de litio metálicos recubiertos de GCE de igual tamaño.

Para comparar el rendimiento, ensamble un segundo conjunto de celdas compuestas por los mismos polvos de fosfato de hierro y litio y ánodo de metal de litio. Pero use resina aglutinante A-P-V-D-F, separador A-P-V-D-F y un electrolito líquido de un molar de fosfato hexafluorado de litio en una proporción de EC a DMC de uno. Ahora realice las pruebas de ciclo a temperatura ambiente utilizando un probador de batería Mac 4, 000 de 32 canales.

Las baterías a base de litio tienen densidades de energía más altas que las baterías de plomo-ácido, níquel, cadmio e hidruro metálico de níquel. Una batería completa de iones de litio consta de un cátodo y un ánodo, un electrolito y un separador. El electrolito afecta la capacidad de potencia general debido a la impedancia, tanto a través del electrolito en sí como en las interfaces del electrolito del electrodo.

En este ejemplo, los dos monómeros, POEM y PDMS, se utilizaron para sintetizar un copolímero de injerto con un peso molecular final de 500.000 gramos por mol. La celda de la moneda se ensambló como se muestra en este esquema que muestra partículas grises de fosfato de hierro y litio, partículas negras de carbono, espaguetis azules, GCE y un ánodo de metal de litio. A diferencia de lo que ocurre en los líquidos, el transporte de iones a lo largo de las cadenas poliméricas debe superar dos barreras de activación.

La salvación de los iones por las unidades EO coordinadas tiene nuestra dependencia más alta y el movimiento segmentario del polímero tiene dependencia del buitre Toman VLE. Estos datos del rendimiento del ciclo de la celda a temperatura ambiente muestran los perfiles de carga y descarga de las celdas con electrolito líquido convencional a 15 miliamperios por gramo y aglutinante de electrolito de copolímero de injerto a 10 miliamperios por gramo. Como era de esperar, los perfiles de voltaje de descarga de las celdas de polímero sólido dependen de la temperatura a diferentes corrientes de descarga.

Los perfiles de voltaje de descarga se pueden trazar como funciones de capacidad específica. Tenga en cuenta que a temperaturas más altas hay un mejor rendimiento. Las densidades de energía a diferentes densidades de potencia se pueden presentar como un gráfico de ragón para baterías de polímero y electrolito líquido.

Tenga en cuenta que las baterías de polímero sólido funcionan de manera segura a altas temperaturas Siguiendo este procedimiento. Otros métodos, como el contador y el análisis del tamaño de partícula, se pueden utilizar para responder a preguntas adicionales, como la osteo de los poros de los cátodos y el efecto del tamaño de partícula en la variabilidad general de la batería.