¿Cuál es la diferencia entre el carbonato de propileno (PC) y el carbonato de vinilo (EC) en las baterías de iones de litio?

baterías de iones de litio por iones de litio en óxidos de metales de transición de litio y material de grafito pobre entre la incrustación y el almacenamiento y liberación de energía. Los materiales de grafito que se pueden lograr en la aplicación de la batería de iones de litio dependen del electrolito en la descomposición para formar la superficie del ión de grafito que no puede guiar, la conductividad electrónica de la película de interfaz de electrolito sólido (SEI). Esta capa de película protectora es mucho más baja que la incrustada, restaurará la estabilidad del electrolito de grafito y electricidad de litio (0.01 V), asegurando así el potencial de li intercalado sin reducción de la descomposición del electrolito, hace que el ion de litio sea reversible incrustado en el material de grafito.

¿Cómo es un SEI tan importante? ¿Por qué algún producto de descomposición de electrolitos puede formar una película SEI estable, y algunos de los electrolitos están por encima del potencial intercalado-li bajo la reducción continua de la descomposición, lo que eventualmente conduce al colapso de la estructura de la capa de grafito? Las diferencias más típicas entre la interfaz debe ser la historia de la batería de iones de litio conocida como "diferencias de carbonato de propileno (PC) y carbonato de etileno (EC)". PC antes de la descomposición de reducción continua de potencial intercalado-li (~ 0,7 V), lo que finalmente hace que la estructura del grafito colapse, incapaz de litio correctamente incrustado Y EC, su estructura molecular es solo menor que un metilo, la PC fue ligeramente superior a 0,7 V, la ocurrencia potencial se descompuso para formar una capa estable de la película SEI, inhibiendo así la descomposición del electrolito en un potencial bajo, Hace que el ion de litio se pueda incrustar en material de grafito normalmente y emerja.

En los últimos más de 20 años, algunos científicos intentan revelar la PC y la razón de la diferencia de comportamiento de la CE, pero no tiene un modelo de mecanismo que pueda convencer por completo a la gente. Como Zhuang, presentado por la PC y el La diferencia de CE en la superficie del electrodo se debe a la PC a través de la reducción electrónica doble, genera directamente Li2CO3 y gas de propileno, lo que conduce a daños en la estructura de la capa de grafito. La CE es a través de la reducción de un solo electrón, para formar un polímero de éster de ácido carbónico. sin embargo, no pudo explicar el Xu y otros se detectaron en los resultados experimentales de oligómero de carbonato de producto de reducción de electrones únicos de la reacción de reducción de PC y EC. Tasaki argumenta que la diferencia se debe principalmente a la PC incrustada en el total de la formación de contenido de grafito [Li (PC) n] + el volumen es mayor que la distancia entre las capas de la estructura de la capa de grafito, por lo tanto, la capa de grafito abierta. Y el sistema EC donde el contenido incrustado es menor que el volumen de grafito l ayer sobre el espaciado de capas, por lo que no conducirá a la destrucción de la capa de grafito. Sin embargo, el mecanismo no explica que el volumen molecular es mayor que el comportamiento de la interfaz de PC la molécula de disolvente es similar a los fenómenos experimentales de EC.

Recientemente, el Dr. XingLiDan de la universidad normal del sur de China, el profesor li, y el investigador del ejército de EE. UU. Xu Kang (autor correspondiente) en cooperación común, en el Acc. Chem. Res. Publicado titulado "¿Descifrando el carbonato de etileno? El misterio del carbonato de propileno en baterías de iones de litio". Utilizando el método de experimentos y cálculos químicos cuánticos, se estudia en detalle la combinación del electrolito de la batería de iones de litio para despegar el proceso de solvatación y su relación con compatibilidad de la interfaz de grafito, encontró que la sal de litio aniónica PF6 - es la diferencia entre los comportamientos de la interfaz de PC y EC de la razón más fundamental.

Cuando el voltaje del electrodo de grafito cae (reacción intercalada-li, es decir, el proceso de carga de la batería), ion de litio solvatado en un campo eléctrico bajo la acción de la migración a la superficie del ánodo de grafito.Debido al volumen de la capa de grafito de la capa de solvatación de iones de litio sobre el espaciado de capas, por lo tanto, debe suceder antes de incrustar la solvatación. La capa de solvatación de iones de litio EC fuera del sistema base la prioridad fuera de la capa de solvatación de forma molecular EC, que contiene PF6 - PF6 - y la posterior descomposición por reducción, forman una película SEI estable que es rica en LiF.

Sistema basado en PC, sin embargo, la capa de solvatación de iones de litio se quita para quitar las moléculas de PC y PF6 - la probabilidad es, por lo que participar en la descomposición reductora de PF6 - reducir el contenido, conducir a la formación del producto de descomposición de bajo contenido de LiF. El diseño posterior de una serie de experimentos demostró que el bajo contenido de LiF conduce a la formación de un producto de descomposición de electrolitos basado en PC que no es la causa raíz densa de la estabilidad de SEI.

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