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Mar 24, 2020 Pageview：414
¿Cuál es el electrolito en la batería de iones de litio?
El electrolito es una gran parte de las baterías de iones de litio. De hecho, las baterías de iones de litio no pueden funcionar sin un electrolito. Un electrolito es un medio donde los iones de litio positivos se transportan entre el cátodo y el ánodo de la batería. Para la mayoría de las baterías de iones de litio, el electrolito está compuesto de sal de litio. Además de la sal de litio, existen varios aditivos que deben incluirse en el electrolito para que funcione correctamente y tenga las características adecuadas. Los aditivos que se agregan al electrolito ayudan a mejorar la estabilidad del electrolito previniendo problemas como la formación de dendríticas y la degradación de la propia solución. Dependiendo de los materiales del ánodo y del cátodo, la composición específica del electrolito variará. La parte más importante es considerar la composición de esos aditivos, ya que tienen un gran impacto en el rendimiento de la batería de iones de litio.
¿Cómo funcionan los aditivos de electrolitos dentro de la batería de iones de litio?
El electrolito actúa como catalizador dentro de la batería de iones de litio. Facilita el movimiento de iones desde el ánodo al cátodo mientras se carga y descarga. El electrolito está compuesto por sales solubles, ácidos y otras bases en líquido. Luego se transforma en formatos gelificados y secos. El electrolito también tiene otra forma, que está en la forma de un polímero utilizado en baterías de litio de estado sólido. Y otras formas de cerámica sólida y sales fundidas, que se utilizan en baterías de azufre de sodio.
El electrolito que se utiliza dentro de las baterías de iones de litio es líquido, gel o polímero seco. La forma líquida del electrolito es una sustancia orgánica muy inflamable, no una solución acuosa. La mayoría de los casos se compone de sales de litio con disolventes orgánicos como el carbonato de etileno. Las sales de litio se mezclan con diversos carbonatos para proporcionar una mayor conductividad y expanden los límites del rango de temperatura del electrolito. Se pueden introducir algunas otras sales en la mezcla para reducir otros aspectos negativos como la formación de gases y mejorar los ciclos de alta temperatura de la mezcla.
En las baterías de iones de litio y de polímero de litio, el electrolito que contienen se introduce en muchos aditivos. Estos aditivos se utilizan para aumentar la conductividad del electrolito. Además, se introducen aditivos en la mezcla para mejorar la longevidad y mejorar las características únicas que son esenciales para el bienestar de la batería. Cada fabricante tiene su receta para los aditivos agregados al electrolito y se considera un secreto industrial clasificado para cada empresa.
Generalmente, el electrolito es un elemento estable. Sin embargo, en las baterías de iones de litio debido a las continuas reacciones químicas dentro de la batería. Se forma una fina película de pasivación en el ánodo de la batería. Esa película de pasivación se denomina "interfaz de electrolito sólido (SEI)". Esta capa de película actúa como una capa de separación que separa el ánodo del cátodo, sin embargo, permite que los iones fluyan a través de ella actúa como un separador. En resumen, la capa SEI en las baterías de iones de litio es esencial para permitir que la batería funcione y funcione correctamente. Además, la oxidación del electrolito se produce con el tiempo en el cátodo de la batería de iones de litio, lo que a su vez afecta la capacidad de la batería de forma permanente.
Los aditivos agregados a la mezcla en las baterías de iones de litio actúan como una forma de evitar que el SEI se vuelva demasiado restrictivo. Se agregan como una forma de aumentar la longevidad de la batería.
Como se mencionó anteriormente, los aditivos son los principales secretos de sus empresas. Sin embargo, un aditivo famoso es el carbonato de vinileno (VC). Que un material de calidad que mejora el ciclo de vida de la batería de iones de litio. Especialmente cuando se opera a temperaturas más altas. Además, mantiene baja la resistencia interna con el uso extensivo y la vejez. VC, además, funciona como estabilizador de la película SEI en el ánodo sin efectos secundarios conocidos.
¿Qué es un electrolito de estado sólido?
Los electrolitos de estado sólido son sólidos que exhiben alta conductividad para cationes y aniones a pesar de ser aislantes electrónicos. Se desarrolló a principios de la década de 1970 en el momento en que la demanda de fuentes de energía alternativas estaba en su punto máximo. Los electrolitos de estado sólido son materiales que tienen la capacidad de conducir electricidad a través del movimiento de iones mientras se encuentran en su fase o estado sólido. A diferencia de los conductores electrónicos de estado sólido como metales y semiconductores, los electrolitos sólidos conducen la corriente eléctrica mediante el movimiento de iones (aniones y cationes). El electrolito de estado sólido también se conoce como conductor iónico rápido (FIC) y conductores superiónicos.
El electrolito de estado sólido se divide en dos categorías:
Electrolito inorgánico
Electrolito de polímero sólido.
El electrolito de polímero sólido se prepara normalmente mediante el método de polimerización. También se utilizan otros métodos en su preparación como la adición de nanocargas. El electrolito inorgánico, por otro lado, incluye polvos de óxidos y sulfuros.
El electrolito de estado sólido, cuando se usa en baterías de iones de litio, debe estar en forma amorfa o no cristalina. Es por eso que; Los métodos mecánicos químicos se utilizan en la preparación del electrolito durante la molienda o trituración.
Para un electrolito de estado sólido, hay algunas propiedades que debe poseer para ser llamado uno. De estas propiedades:
Debe tener propiedades iónicas y conductividad muy elevadas.
Debe poseer una conductividad electrónica insignificante.
Debe poseer una gran cantidad de iones móviles.
Debe tener un gran número de toros vacíos con una energía de activación equivalente.
La estructura aniónica del electrolito debe ser altamente polarizable.
Finalmente, el electrolito de estado sólido debe ser química y físicamente compatible con el ánodo y el cátodo de la batería en la que se utilizará el electrolito.
La ciencia detrás de la formación de electrolitos de estado sólido se llama Iónicos de estado sólido (SSI). A pesar de haber sido introducido al mundo a principios de la década de 1970, todavía se considera, hasta el día de hoy, una nueva área de investigación. Dado que la demanda de electrolitos en estado sólido no es tanto como la del electrolito regular, se pronostica que la ciencia no mejorará mucho en la próxima década.
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