Eletrólitos copolímero de enxerto de estado sólido para Aplicações da bateria de lítio

O objetivo geral deste procedimento é construir baterias de polímero sólido de lítio. Primeiro, use uma abordagem de polimerização de radicais livres para sintetizar um polímero de enxerto e, em seguida, cubra o cátodo com pós de lítio. Prossiga para revestir o polímero sólido no cátodo e no ânodo metálico de lítio.

Agora monte o cátodo e o ânodo em uma célula completa. O teste de condutividade é usado para mostrar que o polímero sólido pode funcionar como um eletrólito. Tivemos a ideia desse método porque queríamos melhorar o umedecimento entre as partículas catódicas e o eletrólito do polímero.

E fizemos isso usando o polímero também como aglutinante catódico para sintetizar a mistura catódica. Pós de fosfato de ferro e lítio moídos com negro de fumo e dissolvem a mistura na solução eletrolítica de copolímero de enxerto a uma proporção de peso de cinco para um para um calor a 80 graus Celsius com tampa aberta sob agitação contínua. Em seguida, sonice e agite magneticamente a pasta para garantir a mistura adequada.

Agora, lâmina raspadora a pasta com um fator de carga de 10 miligramas por centímetro quadrado na folha de alumínio. Seque o cátodo composto em um forno a vácuo a 80 graus Celsius durante a noite para remover qualquer tetra hidro residual e umidade. Transporte o cátodo composto para um porta-luvas cheio de argônio para um punção de cortador de eletrodo de alta precisão, discos pequenos de 1,4 centímetros quadrados.

Em seguida, coloque a solução GCE pura nos discos de eletrodo para formar a camada de eletrólitos. Aqueça os discos de eletrólitos do cátodo final em uma placa quente dentro do porta-luvas com um ponto de orvalho de 80 graus Celsius para evaporar o THF. Agora, com uma ferramenta de fechamento manual, monte as células tipo moeda CR 2 0 3 2 junto com discos de lítio metálico revestidos com GCE de tamanhos iguais.

Para comparar o desempenho, monte um segundo conjunto de células compostas pelos mesmos pós de fosfato de ferro e lítio e ânodo metálico de lítio. Mas use resina aglutinante A-P-V-D-F, separador A-P-V-D-F e um eletrólito líquido de um molar de lítio hexa fluorofosfato em uma proporção de EC para DMC de um. Agora execute os testes de ciclagem em temperatura ambiente usando um testador de bateria Mac 4.000 de 32 canais.

As baterias à base de lítio têm densidades de energia mais altas do que as baterias de chumbo-ácido, níquel, cádmio e níquel-hidreto metálico. Uma bateria de íon de lítio completa consiste em um cátodo e ânodo, um eletrólito e um separador. O eletrólito afeta a capacidade geral de energia devido à impedância, tanto através do próprio eletrólito quanto nas interfaces eletrolíticas do eletrodo.

Neste exemplo, os dois monômeros, POEM e PDMS, foram usados para sintetizar um copolímero de enxerto com um peso molecular final de 500.000 gramas por mol. A célula tipo moeda foi montada conforme ilustrado neste esquema, mostrando partículas cinzas de fosfato de ferro e lítio, partículas pretas de carbono, espaguete azul, GCE e um ânodo de metal de lítio. Ao contrário do líquido, o transporte de íons ao longo das cadeias poliméricas deve superar duas barreiras de ativação.

A salvação dos íons pelas unidades EO coordenadoras tem nossa dependência mais forte e o movimento segmentar do polímero tem dependência do abutre VLE Toman. Esses dados de desempenho de ciclagem celular à temperatura ambiente mostram os perfis de carga e descarga de células com eletrólito líquido convencional a 15 miliamperes por grama e aglutinante de eletrólito de copolímero de enxerto a 10 miliamperes por grama. Como esperado, os perfis de tensão de descarga das células de polímero sólido dependem da temperatura em diferentes correntes de descarga.

Os perfis de tensão de descarga podem ser plotados como funções de capacidade específica. Observe que em temperaturas mais altas há melhor desempenho. As densidades de energia em diferentes densidades de energia podem ser apresentadas como um gráfico de ragone para baterias de polímero e eletrólito líquido.

Observe que as baterias de polímero sólido operam com segurança em altas temperaturas Seguindo este procedimento. Outros métodos, como contra-ataque e análise de tamanho de partícula, podem ser usados para responder a perguntas adicionais, como o osteo poros dos cátodos e o efeito do tamanho da partícula na variabilidade geral da bateria.