介绍
锂离子电池提供了高性能储能,使能源有效地存储和交付需求。是这种类型的电池的充电电池广泛用于便携式电子设备,如移动电话1。可靠的疗效证明了锂离子电池有效的能源存储设备导致这成为权力电动车的电池类型选择2。显著增长的电动汽车生产实现全球减排目标和保护环境,对锂电池的需求飙升。
锂离子电池组成-石墨电极和积极的插入锂电极由一个合适的电解液。通过电解液锂离子从负电极正极提供能量,和逆转发生在充电。与锂电池生产的增加更大的规模支持电动汽车的大规模引进,有需求猛增,组件的化学物质。因为电池生产的增加是旨在减少交通部门的碳足迹,是很重要的原材料用于生产锂离子电池可以以可持续的方式采购雷竞技网页版2。
最新的研究调查的潜力获得适用于锂离子电池电解质从生物量和农业废弃物减少自然资源的消耗。
商业锂电池
通常用于商业锂离子电池的电解质组成锂方法(LiPF6)溶解在organic-carbonate-based溶剂。这些溶剂挥发,易燃,因此代表了一个严重的化学性危害严酷的条件下,可能会导致火灾3。
此外,LiPF6是热不稳定,分解在基于有机溶剂的电解液约343 k,生产氟化氢是有毒和腐蚀性。因此,氢氟化反应与电池组件的风险释放过渡金属正极和腐蚀电流收集器。热发电和热失控,除了有害地影响电池的性能,有助于水和土壤污染与回收期间潜在的伤害和人类健康4。
因此,需要替换的大型氟和易燃有机溶剂含量的锂离子电池提高下一代电池的安全性和性能,特别是现在很多这种类型的大型电池进入常规循环。有鉴于此,许多新盐作为电池组件进行测试,但是他们中的大多数太热不稳定和电化学的应用程序5。
然而,aromatically稳定的锂盐,有较高的热稳定性和容易溶于有机溶剂或离子液体在电池应用程序有一个巨大的潜力6。离子液体因此成为潜在的安全的替代品用作电解质锂离子电池。
离子液体电解质
离子液体是在室温熔融盐,不易燃,有很高的热稳定性和良好的离子电导率。他们因此承诺安全替代目前使用的挥发性organic-solvent-based电解质在锂离子batteries7。阳离子识别是最有效的离子液体阳离子注定tetraalkylammonium用于锂离子电池,循环脂肪族季铵和imidazolium7
最近,研究正在进行生产这些无氟电解质来自可再生能源8。最近的一项研究准备无氟电解质使用阴离子获得生物量和农业废弃物大规模生产;从木质生物质2-furoic酸生产。希望这样一个过程将有助于可再生电解质电池的发展。
锂盐和电解质的结构特征是由核磁共振(NMR)光谱分析用力量提升永旺世行400光谱仪。核磁共振扩散和放松是通过测量脉冲梯度自旋echo-NMR使用力量皇冠三世光谱仪。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)样本记录使用力量IFS 80 v光谱仪配备了氘triglycine硫酸(壳体)探测器和钻石ATR附件。
电解质被发现有T发病高于568 K和可接受的离子导率在宽的温度范围内。脉冲场梯度核磁共振分析证实,锂离子相互作用强烈的羧酸盐功能电解液和扩散慢于其他离子在整个温度范围进行了研究。锂离子与羧基之间的相互作用也证实了核磁共振和傅里叶变换红外光谱学。
锂离子的迁移数锂盐浓度的增加而增加。线性扫描伏安法建议锂underpotential沉积和体积减少温度高于313 K。
这些数据强调发展热的可行性和电化学稳定无氟电解质具有成本效益,环保和可持续发展的过程。希望本研究标志着会议的开始与安全相关的挑战,可回收性、可访问性、支付能力和锂离子电池的使用寿命。
力量的雕琢的技术组合用于锂电池内的各种职位供给和价值链。这包括核磁共振和红外光谱光谱仪对小说所描述的电解液配方。但它也跨越了从调查李金属沉积的现象叫做Li-plating阳极材料。雷竞技网页版所使用的关键技术有电子顺磁共振或EPR2。固态魔角旋转(MAS)核磁共振光谱学是用来理解离子迁移在电池的充电和dis-charging过程。最后,敏感性增强低温冷却CP-MAS探针可用于识别和量化价值的微量元素在黑人电池回收过程中大规模生产。小说回收流程协助通过核磁共振分析将将循环经济理念应用于电池行业至关重要。
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