A stato solido innesto elettroliti Copolimero per Batterie di litio Applicazioni

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di costruire batterie ai polimeri solidi di litio. Innanzitutto, utilizzare un approccio di polimerizzazione dei radicali liberi per sintetizzare un polimero di innesto, quindi rivestire il catodo con polveri di litio. Procedere a rivestire il polimero solido sia sul catodo che sull'anodo metallico di litio.

Ora assembla il catodo e l'anodo in una cella completa. Il test di conducibilità viene utilizzato per dimostrare che il polimero solido può funzionare come un elettrolita. Abbiamo avuto l'idea di questo metodo per la prima volta perché volevamo migliorare la bagnatura tra le particelle del catodo e l'elettrolita del polimero.

E lo abbiamo fatto usando il polimero anche come legante catodico per sintetizzare la miscela catodica. Le polveri di fosfato di ferro di litio macinate a sfera con nerofumo e dissolvono la miscela nella soluzione elettrolitica del copolimero dell'innesto con un rapporto in peso di cinque a uno a uno, riscaldano l'impasto a 80 gradi Celsius con tappo aperto sotto agitazione continua. Quindi sonicare e mescolare magneticamente l'impasto per garantire una corretta miscelazione.

Ora, racla il liquame a un fattore di carico di 10 milligrammi per centimetro quadrato sul foglio di alluminio. Asciugare il catodo composito in un forno sottovuoto a 80 gradi Celsius durante la notte per rimuovere eventuali residui di tetra idro e umidità. Trasporta il catodo composito in una scatola a guanti riempita di argon su un punzone per elettrodi ad alta precisione, piccoli dischi quadrati da 1,4 centimetri.

Quindi far cadere la soluzione GCE pura sui dischi degli elettrodi per formare lo strato elettrolitico. Riscaldare i dischi elettrolitici catodici finali su una piastra calda all'interno del vano portaoggetti con un punto di rugiada di 80 gradi Celsius per far evaporare il THF. Ora con uno strumento di chiusura manuale, assemblare le pile a bottone CR 2 0 3 2 insieme a dischi di litio metallico rivestiti GCE di uguali dimensioni.

Per confrontare le prestazioni, assemblare un secondo set di celle composto dalle stesse polveri di litio ferro fosfato e anodo di litio metallico. Ma usa la resina legante A-P-V-D-F, il separatore A-P-V-D-F e un elettrolita liquido di un molare di fluoro fosfato di litio esalare in un rapporto EC/DMC di uno. Ora esegui i test ciclici a temperatura ambiente utilizzando un tester per batterie Mac 4, 000 a 32 canali.

Le batterie a base di litio hanno densità di energia più elevate rispetto alle batterie al piombo acido, nichel, cadmio e nichel metallo idruro. Una batteria agli ioni di litio completa è composta da un catodo e un anodo, un elettrolita e un separatore. L'elettrolita influisce sulla capacità di potenza complessiva a causa dell'impedenza, sia attraverso l'elettrolita stesso che alle interfacce elettrolitiche dell'elettrodo.

In questo esempio, i due monomeri, POEM e PDMS sono stati utilizzati per sintetizzare un copolimero di innesto con un peso molecolare finale di 500.000 grammi per mole. La pila a bottone è stata assemblata come raffigurato in questo schema che mostra particelle grigie di fosfato di ferro di litio, particelle nere di carbonio, spaghetti blu, GCE e un anodo di litio metallico. A differenza dei liquidi, il trasporto di ioni lungo le catene polimeriche deve superare due barriere di attivazione.

La salvezza degli ioni da parte delle unità EO coordinanti ha la nostra dipendenza più alta e il movimento segmentale del polimero ha dipendenza dall'avvoltoio VLE Toman. Questi dati sulle prestazioni del ciclo delle celle a temperatura ambiente mostrano i profili di carica e scarica delle celle con elettrolita liquido convenzionale a 15 milliampere per grammo e legante elettrolitico copolimero a innesto a 10 milliampere per grammo. Come previsto, i profili della tensione di scarica delle celle polimeriche solide dipendono dalla temperatura a diverse correnti di scarica.

I profili della tensione di scarica possono essere tracciati in funzione della capacità specifica. Si noti che a temperature più elevate si ottengono prestazioni migliori. Le densità di energia a diverse densità di potenza possono essere presentate come un diagramma ragone per batterie ai polimeri e agli elettroliti liquidi.

Nota che le batterie ai polimeri solidi funzionano in modo sicuro ad alte temperature Seguendo questa procedura. Altri metodi, come il contatore e l'analisi delle dimensioni delle particelle, possono essere utilizzati per rispondere a domande aggiuntive come il poros osteo dei catodi e l'effetto della dimensione delle particelle sulla variabilità complessiva della batteria.