نوع الکترولیت باتری یون لیتیوم
1.1 الکترولیت مایع
انتخاب الکترولیت تاثیر زیادی بر عملکرد باتری های یون لیتیوم دارد. این باید پایداری شیمیایی خوبی داشته باشد، به خصوص در پتانسیل بالاتری و محیط های با درجه حرارت بالا، و هدایت یونی بالاتر (> 10-3). ؟ S / cm)، و باید به مواد آند و کاتد نادر است، می تواند به آنها حمله نمی کند. از آنجایی که باتری لیتیوم یون دارای پتانسیل شارژ و تخلیه بالا است و مواد آند با یک لیتیوم شیمیایی فعال تعبیه شده است، الکترولیت باید از ترکیب آلی استفاده کند و نمی تواند آب را داشته باشد. با این حال، هدایت یونی مواد آلی خوب نیست، بنابراین نمک هدایت محلول در حلال های آلی برای افزایش هدایت یونی افزوده می شود. در حال حاضر، باتری های لیتیوم یون به طور عمده به عنوان الکترولیت ها استفاده می شود. حلالها مواد آلی آبی مانند EC، PC، DMC، DEC هستند و اکثر آنها از حلال های ترکیبی مانند EC / DMC و PC / DMC استفاده می کنند. نمک های رسانا LiClO 4، LiPF6، LiBF6، LiAsF6 و غیره هستند و هدایت آنها یک بار LiAsF6> LiPF6> LiClO 4> LiBF6 است. LiClO4 به علت ویژگی بالای اکسید کننده، به علت انفجار و سایر مشکلات ایمنی آسیب پذیر است. این به طور کلی به تحقیقات تجربی محدود می شود. LiAsF6 دارای هدایت یون بالا است و برای تمیز کردن و پاکسازی آسان است اما حاوی سمی است که در استفاده محدود است. LiBF6 شیمی و ثبات حرارتی خوب نیست و هدایت زیاد نیست. گرچه LiPF6 واکنش تجزیه را انجام خواهد داد، آن دارای هدایت یونی بالا است، بنابراین باتری های لیتیوم یونی اساسا از LiPF6 استفاده می کنند. در حال حاضر اکثر الکترولیت های مورد استفاده در باتری های لیتیوم یونی از EC / DMC از LiPF6 استفاده می کنند که دارای هدایت یونی بالا و پایداری الکتروشیمیایی خوب است.
2.2 الکترولیت جامد
استفاده از لیتیوم فلزی به طور مستقیم به عنوان ماده ی آند دارای ظرفیت قابل برگشت زیاد است و ظرفیت نظری آن 3862 mAh · g-1 است که بیش از ده برابر مواد گرافیت است و قیمت نیز کم است به عنوان جذب مطلوب نسل جدید باتری های یون لیتیوم در نظر گرفته شده است. مواد آنند لیتیوم دندریتی را تولید خواهند کرد. استفاده از الکترولیت جامد به عنوان هدایت یون ها همیشه می تواند لیتیوم دندریتی را رشد دهد، و از این طریق امکان استفاده از لیتیوم فلزی به عنوان یک ماده آند را می دهد. علاوه بر این، استفاده از الکترولیت جامد از نشت الکترولیتی بیش از حد جلوگیری می کند و باتری را می توان با یک باتری انرژی بالا (با ضخامت تنها 0.1 میلیمتر) با تراکم انرژی بیشتر و حجم کمتری تولید کرد. آزمایش های مخرب نشان می دهد که باتری های لیتیوم یون حالت جامد دارای عملکرد ایمنی بالا هستند. پس از انحلال، گرمایش (200 درجه سانتیگراد)، اتصال کوتاه و بیش از حد (600 درصد) و سایر آزمایش های مخرب، باتری های لیتیوم یون مایع الکترولیتی نشت می کنند و منفجر می شوند. مشکلات جنسی، در حالی که باتری های حالت جامد دیگر هیچ مشکلی برای ایمنی ندارند، به جز افزایش کمی در دمای داخلی (<20 درجه=""> الکترولیتهای پلیمری جامد دارای انعطاف پذیری خوب، قابلیت قالب گیری، ثبات و هزینه کم هستند. این می تواند به عنوان یک فیلم اسپکتروم الکترودهای مثبت و منفی و به عنوان یک الکترولیت برای انتقال یون استفاده شود.
الکترولیتهای پلیمری جامد به طور کلی به یک الکترولیت پلیمری خشک جامد (SPE) و الکترولیت پلیمر ژل (GPE) طبقه بندی می شوند. الکترولیت پلیمرهای جامد SPE عمدتا بر اساس پلی اتیلن اکسید (PEO) است که دارای ضعف هدایت یونی پایین است و تنها می تواند به 10-40 سانتی متر در 100 درجه سانتی گراد برسد. در SPE، هدایت یون به طور عمده در ناحیه آمورف رخ می دهد و حمل و نقل با حرکت زنجیره پلیمری منتقل می شود. PEO به علت مرتبه بالا زنجیره مولکولی آن به راحتی کریستالیزه می شود و بلوری شدن هدایت یونی را کاهش می دهد. بنابراین، به منظور افزایش هدایت یونی، از یک طرف، امکان هدایت یونی را کاهش می دهد. بنابراین، برای بهبود هدایت یونی، از یک طرف، با کاهش حلالیت پلیمر. پیوند، بلوک، متقاطع، کوپلیمرازی و غیره برای تخریب خواص کریستال گرسنگی پلیمر استفاده می شود و هدایت یونی آن می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد. علاوه بر این افزودن نمک کامپوزیتی غیر آلی همچنین می تواند هدایت یونی را افزایش دهد. اضافه کردن یک حلال جامد مایع با پایدار دی الکتریک کم مولکولی مانند PC به الکترولیت پلیمر جامد می تواند تا حد زیادی حلالیت نمک رسانا را بهبود بخشد. الکترولیت تشکیل شده یک الکترولیت پلیمر ژل GPE است که دارای درجه حرارت بهبود یافته در دمای اتاق است. هدایت یونی، اما انحلال در هنگام استفاده شکست خواهد خورد. باتری های لیتیوم یون لیتیوم ژل تجاری شده اند.