ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗАНОДНЫХ ЛИТИЙ-ИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Аннотация

Безанодные литий-ионные аккумуляторы накапливают на 60% больше энергии на единицу объема, чем обычные литий-ионные элементы. Однако эти элементы, как правило, быстро теряют емкость и имеют короткий срок службы, а также, их практическому внедрению препятствуют значительные проблемы, такие как рост литиевых дендритов и низкая кулоновская эффективность циклирования.   Разработка электролитических систем с оптимальной структурой и составом способствует развитию литиевых источников питания, в том числе и их электрохимических характеристик.  В литий-ионных аккумуляторах электролит действует как среда для переноса ионов лития между электродами во время процессов заряда-разряда. По этой причине этот компонент необходим для работы этих устройств. Обязательно нужно учитывать, что электролитические системы включают в себя компоненты в виде добавки, растворителя и соли. Растворы электролитов на основе комбинации фторированных и традиционных карбонатных растворителей были исследованы в безанодных литий-ионных элементах с использованием в качестве анода медную фольгу и Li_1.05Ni_0.33Mn_0.33Co_0.33O₂ в качестве катода. Отличные эксплуатационные характеристики были достигнуты за счет замены традиционных алкилкарбонатных растворителей в растворах электролитов на смесь с фторированными сорастворителями. Использование фторэтиленкарбоната значительно улучшила циклическое поведение элементов, заряженных до 4,5 В. Достигнутое улучшение объясняется образованием стабильных и защитных поверхностных пленок на частицах катода благодаря уникальным поверхностным реакциям, которые возможны благодаря природе молекул фторированного растворителя. Поверхностные пленки, образующиеся на литиированных катодах из оксида переходного металла, изолируют активную массу, которая обладает высокой реакционной способностью по отношению к электрофильным алкилкарбонатам, от продолжающихся побочных реакций с частицами раствора. Исключительная электрохимическая стабильность этих растворов электролита делает их подходящими для других безанодных литий-ионных элементов.