Solid-state greffe électrolytes de copolymère pour le lithium applications de batteries

L’objectif global de cette procédure est de construire des batteries au lithium polymère solides. Tout d’abord, utilisez une approche de polymérisation radicalaire pour synthétiser un polymère greffé, puis enduisez la cathode de poudres de lithium. Procédez à l’enrobage du polymère solide sur la cathode et l’anode au lithium métallique.

Assemblez maintenant la cathode et l’anode en une cellule complète. Le test de conductivité est utilisé pour montrer que le polymère solide peut fonctionner comme un électrolyte. Nous avons d’abord eu l’idée de cette méthode parce que nous voulions améliorer le mouillage entre les particules de cathode et l’électrolyte polymère.

Et nous l’avons fait en utilisant le polymère également comme liant de cathode pour synthétiser le mélange de cathodes. Des poudres de phosphate de fer et de lithium broyées à billes avec du noir de carbone et dissolvent le mélange dans la solution d’électrolyte du copolymère greffé à un rapport de poids de cinq pour un, chauffent la boue à 80 degrés Celsius avec le capuchon ouvert sous agitation continue. Ensuite, soniquez et remuez magnétiquement la boue pour assurer un bon mélange.

Maintenant, raclez la boue à un facteur de charge de 10 milligrammes par centimètre carré sur la feuille d’aluminium. Faites sécher la cathode composite dans un four à vide à 80 degrés Celsius pendant la nuit pour éliminer tout résidu de tétrahydro et d’humidité. Transportez la cathode composite dans une boîte à gants remplie d’argon jusqu’à un poinçon de coupe d’électrodes de haute précision, de petits disques de 1,4 centimètre carré.

Ensuite, déposez la solution pure de GCE coulée sur les disques d’électrode pour former la couche d’électrolyte. Chauffez les disques d’électrolyte cathodique finaux sur une plaque chauffante à l’intérieur de la boîte à gants avec un point de rosée de 80 degrés Celsius pour évaporer le THF. Maintenant, à l’aide d’un outil de fermeture manuel, assemblez les piles bouton CR 2 0 3 2 avec des disques au lithium métalliques revêtus de GCE de taille égale.

Pour comparer les performances, assemblez un deuxième ensemble de cellules composées des mêmes poudres de phosphate de fer lithium et de l’anode de lithium métallique. Mais utilisez de la résine liante A-P-V-D-F, un séparateur A-P-V-D-F et un électrolyte liquide d’une molaire de lithium hexa fluorophosphate dans un rapport EC/DMC de un. Effectuez maintenant les tests de cyclage à température ambiante à l’aide d’un testeur de batterie Mac 4 000 à 32 canaux.

Les batteries au lithium ont des densités d’énergie plus élevées que les batteries au plomb, au nickel, au cadmium et au nickel-hydrure métallique. Une batterie lithium-ion complète se compose d’une cathode et d’une anode, d’un électrolyte et d’un séparateur. L’électrolyte affecte la capacité de puissance globale en raison de l’impédance, à la fois à travers l’électrolyte lui-même et aux interfaces de l’électrolyte de l’électrode.

Dans cet exemple, les deux monomères, POEM et PDMS, ont été utilisés pour synthétiser un copolymère greffé avec un poids moléculaire final de 500 000 grammes par mole. La pile bouton a été assemblée comme illustré sur ce schéma, montrant des particules grises de phosphate de fer lithium, des particules noires de carbone, des spaghettis bleus, du GCE et une anode de lithium métallique. Contrairement au liquide, le transport des ions le long des chaînes polymères doit surmonter deux barrières d’activation.

Le salut des ions par les unités EO de coordination dépend de notre plus haute dépendance et le mouvement segmentaire du polymère a une dépendance VLE Toman vulture. Ces données de performance du cycle cellulaire à température ambiante montrent les profils de charge et de décharge des cellules avec un électrolyte liquide conventionnel à 15 milliampères par gramme et un liant d’électrolyte de copolymère greffé à 10 milliampères par gramme. Comme prévu, les profils de tension de décharge des cellules polymères solides dépendent de la température à différents courants de décharge.

Les profils de tension de décharge peuvent être tracés en fonction d’une capacité spécifique. Notez qu’à des températures plus élevées, les performances sont meilleures. Les densités d’énergie à différentes densités de puissance peuvent être présentées sous la forme d’un graphique de ragone pour les batteries polymères et à électrolyte liquide.

Remarque : les batteries polymères solides fonctionnent en toute sécurité à des températures élevées En suivant cette procédure. D’autres méthodes telles que le contrepoids et l’analyse de la taille des particules peuvent être utilisées pour répondre à des questions supplémentaires telles que le poros ostéo des cathodes et l’effet de la taille des particules sur la variabilité globale de la batterie.