Bateria de lítio é uma bateria que contém lítio (incluindo lítio metálico, liga de lítio e íons de lítio, polímeros de lítio) em um sistema eletroquímico.

A composição básica da bateria de íons de lítio inclui: pódo positivo, pódo negativo, eletrólito, outros acessórios e muito mais. As baterias de íons de lítio, devido às vantagens de alta densidade de energia, alta tensão de saída, longa vida útil e pouca poluição ambiental, têm aplicações extremamente importantes em eletrônica, veículos elétricos e aeroespacial.

Os componentes mais importantes das baterias de íons de lítio são o material do eletrodo e o eletrólito. Entre eles, os principais componentes do eletrólito da bateria de lítio são apresentados:

Líquido incolor transparente (> 35 ° C), sólido cristalino à temperatura ambiente. Ponto de ebulição: 248 ℃ / 760mmHg, 243-244 ℃ / 740mmHg; Ponto de inflamação: 160 ℃; Densidade: 1,3218; Taxa de refração: 1,4158 (50 ℃); Ponto de fusão: 35-38 ℃; Este produto é um bom solvente de poliacrilonitrilo e cloruro de vinilo. Na indústria de baterias, pode servir como um excelente solvente para eletrólitos de baterias de lítio.

É um excelente solvente polar. Este produto é usado principalmente em operações de polímeros, processo de separação de gases e eletroquímica- É.

líquido incolor, ligeiramente cheirado; Pressão de vapor 1,33 kPa / 23,8 ℃; Ponto de inflamação 25 ℃ (líquido inflamável pode volatilizar em vapor e correr no ar. Temperatura aumenta, a volatilidade acelera.) Ponto de fusão -43 ℃; ponto de ebulição 125,8 ℃; Solubilidade: insolúvel em água, pode ser misturado em álcool, cetona, éster e outros solventes orgânicos; Densidade: densidade relativa (água = 1) 1,0; Densidade relativa (ar = 1) 4,07; Estabilidade: Estabilidade; Marca de perigo 7 (líquido inflamável); Principais usos: como solvente e para síntese orgânica- É.

SolventeÉ a base do eletrólito operacional e um veículo de solúvidos e aditivos. As propriedades do solvente dependem de sua composição e estrutura molecular. A força das moléculas de solvente entre si determina a viscosidade do solvente, a pressão de vapor, o ponto de coagulação e o ponto de ebulição. A força de ação entre moléculas de solvente e moléculas de solúvel, por sua vez, afeta a solubilidade e o grau de solventização do solúvel. Ao mesmo tempo, o solvente é um dos fatores-chave que determinam a escala de temperatura do eletrólito operacional, com um grande impacto na função elétrica do capacitor eletrólito.

Os solventes para eletrólitos de operação têm as seguintes necessidades básicas:

Os fatores que afetam a longa vida útil de alta temperatura do eletrólito são principalmente os valores de pressão de vapor saturado, o desempenho de estabilidade em alta temperatura, a tensão de relâmpago, o desempenho oxidativo e o desempenho da película oxidativa. Para garantir uma longa vida útil de alta temperatura dos produtos de bateria de íons de lítio, o eletrólito deve ter as seguintes propriedades: uma pressão de vapor saturada extremamente baixa reduzirá a volátilidade;Muito bem.A estabilidade em alta temperatura impede a deterioração do desempenho em alta temperatura; Alta tensão de relâmpago é para evitar quebrar; A maior eficiência de oxidação pode reparar a película de oxidação danificada a tempo para reduzir a corrente de vazamento.

Entre eles, o eletrólito é a chave para produtos de alta temperatura e longa vida das baterias de íons de lítio. Como a pressão de vapor cheia do eletrólito depende da pressão de vapor cheia do solvente, há um pequeno eletrólito cheio de vapor, que pode melhorar significativamente a vida útil do capacitor eletrólito. Nos últimos anos, os relatórios sobre incêndios ou até explosões causadas por baterias de íons de lítio têm sido comuns, principalmente devido à maior pressão de vapor do eletrólito, maior a volátilidade, devido à alta temperatura da bateria durante o uso, o aumento mais rápido do desempenho volátil do eletrólito, causando o resultado da pressão interna excessiva da bateria. Portanto, as questões de segurança das baterias de íons de lítio são motivo de preocupação geral; Ao mesmo tempo, os problemas de segurança também são um gargalo de garrafa que limita o desenvolvimento de baterias de íons de lítio para a direção de grande escala e alta energia.

No artigo "Progresso da pesquisa de segurança do eletrólito de bateria de íons de lítio" dos dois ângulos do desempenho de combustão do eletrólito e da estabilidade térmica do material do eletrólito da bateria, a situação da pesquisa no solvente sem ponto de inflamação e no eletrólito retardante de chama, bem como os fatores de influência da estabilidade térmica entre o material do eletrólito e o eletrólito e o próprio eletrólito e medidas para melhorar sua estabilidade térmica.

Os componentes mais importantes das baterias de íons de lítio são o material do eletrodo e o eletrólito. Baterias de íons de lítio usam solventes orgânicos inflamáveis ​​como eletrólitos e são facilmente voláteis. É uma das principais causas de incêndios ou explosões em baterias de íons de lítio. Depois que a bateria é danificada, o solvente orgânico e seu vapor podem inflamar facilmente, causando incêndios ou até explosões. Além disso, as propriedades de segurança das baterias de íons de lítio também abrangem a estabilidade térmica entre o material do eletrodo e o eletrólito, incluindo a estabilidade térmica da própria bateria durante o processo normal de carga e descarga, mesmo em condições anormais de abuso.

Em condições normais, o sistema de adição de água de hexadioato de amônio / etanol tradicional é baseado no eletrólito de trabalho, ajustando a composição, aumentando o ponto de ebulição do eletrólito, reduzindo a pressão de vapor, a combinação é capaz de satisfazer os requisitos de um excelente eletrólito, a faixa de aplicação é ampliada de -40 ~ + 85 ℃ a -40 ~ + 105 ℃, sem a necessidade de adicionar qualquer outro aditivo.

No que diz respeito ao solvente, o gel etílico de uso único acreditamos que já pode atender aos requisitos de uso de 135 ℃, mas devido ao uso de um bom gel butílico hermético, escolhemos a mistura de gel etílico e outros solventes polialcoólicos para reduzir a pressão de vapor saturado e prevenir mais eficazmente o fundo do tambor precoce quando o condensador trabalha a altas temperaturas.

No artigo "Comportamento eletroquímico de eletrólitos orgânicos de baterias de íons de lítio em embalagem suave" publicado pela Faculdade de Ciências e Engenharia de Metalúrgia da Universidade do Sul Central preparou a bateria de íons de lítio em embalagem suave e estudou a bateria de íons de lítio composta por eletrólitos e quatro tipos de solventes misturados. E testaram a pressão de vapor do eletrólito e o desempenho de armazenamento a alta temperatura da bateria.

No artigo, os autores estudaram as propriedades eletroquímicas do eletrólito. Entre eles, o efeito do gamma-butaneléster na pressão de vapor do eletrólito. Quando a bateria de íons de lítio em embalagem suave funciona em um ambiente de temperatura de 338K, a variação de espessura da bateria é pequena e a segurança da bateria é boa. O valor de aumento da espessura da bateria refere-se à variação da espessura da bateria sob certas condições com base na espessura da bateria após a cremação. Baterias de íons de lítio em embalagem suave devido à textura macia da película composta de alumínio-plástico usada, com uma pequena pressão de volta, podem levar a uma grande expansão da bateria. Portanto, é necessário que o eletrólito tenha uma pressão de vapor menor em ambientes de temperatura acima de 323K. Assim, estudar como reduzir eficazmente as propriedades de pressão de vapor do eletrólito.

Figura 3 abaixo é o eletrólito 1mol / L LiPF6 EC / DMC (relação de massa 1: 1), 1mol / L LiPF₆EC/GBL (relação de massa 4:3) e 1mol/L LiPF₆EC/DMC/GBL (proporção de massa 4:4:3) pressão de vapor na faixa de temperatura de 273 a 373 K. O valor da pressão de vapor do eletrólito EC / DMC aumenta rapidamente com o aumento da temperatura, especialmente quando a temperatura é superior a 313 K, e a taxa de mudança da pressão de vapor é muito grande. A menor variação na pressão de vapor dos eletrólitos EC/GBL e EC/DMC/GBL indica que ambos são menos afetados pela temperatura.

Figura 3 Relação entre a mudança da pressão de vapor do eletrólito e a temperatura

a: 1mol / L LiPF6 EC / DMC (relação de massa 1: 1)

b: 1mol / L LiPF6 EC / GBL (proporção de massa 4: 3)

c: 1mol / L LiPF6 EC / DMC / GBL (relação de massa 4: 4: 3)

Em geral, o principal objetivo deste estudo experimental foi estudar como reduzir a pressão de vapor do eletrólito. Porque quanto maior a pressão de vapor do eletrólito, o grau de volátilidade do eletrólito também aumentará, para as baterias de íons de lítio embaladas, especialmente em condições de alta temperatura, a pressão interna também será maior, o que pode causar a explosão da bateria de íons de lítio, ao mesmo tempo que reduzirá a vida útil da bateria.

O eletrólito é geralmente um solvente orgânico inflamável, se a pressão de vapor é muito grande, é fácil de volatilizar, então há evaporação durante o armazenamento ou uso, e a combinação de vapor e ar volatilizados, após o fogo aberto é fácil de incêndio ou explosão. Portanto, a Direcção Geral de Segurança e Supervisão do Estado emitiu sobre o "Método de Gestão de Identificação e Classificação de Perigos Físicos de Produtos Químicos" e a "Recomendação sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas" para o transporte de embalagens de classificação de líquidos inflamáveis ​​de produtos químicos perigosos estabeleceu claramente a necessidade de testes de pressão de vapor. Portanto, o teste de pressão de vapor é muito necessário.

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