લિક્વિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ શું છે?
પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ
(1) રાસાયણિક રચના પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્રાવણ પણ કહેવામાં આવે છે. તે લિથિયમ-આયન બેટરીમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું કાર્બનિક પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ છે, જેને બિન-જલીય પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. કાર્બનિક પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ લિથિયમ મીઠું, કાર્બનિક દ્રાવક અને ઉમેરણોથી બનેલું છે.
① લિથિયમ મીઠું: મુખ્યત્વે વાહક આયનો પ્રદાન કરે છે. લિથિયમ હેક્સાફ્લોરોફોસ્ફેટ એ કોમર્શિયલ લિથિયમ-આયન બેટરીઓમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું લિથિયમ મીઠું છે. શુદ્ધ LiPF6 એ સફેદ સ્ફટિક છે, જે ઓર્ગેનિક સોલવન્ટમાં દ્રાવ્ય છે જેમ કે લો-આલ્કાઈલ ઈથર્સ, નાઈટ્રિલ્સ, પાયરિડિન એસ્ટર્સ, કેટોન્સ અને આલ્કોહોલ્સ, પરંતુ અલ્કેન્સ અને બેન્ઝીન જેવા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય હોય છે. LiPF6 ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પ્રમાણમાં ઊંચી વાહકતા ધરાવે છે; 20 ડિગ્રી પર, EC+DMC (વોલ્યુમ રેશિયો 1:1) ની વાહકતા 10×10-²S/cm સુધી પહોંચી શકે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાંદ્રતા 1mol/L ની નજીક હોય ત્યારે સામાન્ય રીતે વાહકતા તેની મહત્તમ પહોંચે છે. LiPF6 સ્થિર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કામગીરી ધરાવે છે અને વર્તમાન કલેક્ટરને કાટ કરતું નથી. જો કે, LiPF6 નબળી થર્મલ સ્થિરતા ધરાવે છે અને પાણીમાં સરળતાથી વિઘટિત થાય છે, તેને તૈયારી અને ઉપયોગ દરમિયાન પર્યાવરણીય ભેજનું કડક નિયંત્રણ જરૂરી છે.
② ઓર્ગેનિક સોલવન્ટ્સ: તેમનું મુખ્ય કાર્ય લિથિયમ ક્ષારને ઓગળવાનું છે, લિથિયમ સોલ્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટને વાહક આયનો બનાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.
સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા દ્રાવકોમાં પ્રોપીલીન કાર્બોનેટ, ડાયમિથાઈલ કાર્બોનેટ અને ડાયથાઈલ કાર્બોનેટનો સમાવેશ થાય છે.
કાર્બનિક દ્રાવકો સામાન્ય રીતે તેમના ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરતા અને ઓછી સ્નિગ્ધતા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક લિથિયમ ક્ષારને વિસર્જન અને વિસર્જન કરવાનું સરળ બનાવે છે; ઓછી સ્નિગ્ધતા ઝડપી આયન સ્થળાંતરમાં પરિણમે છે. જો કે, વાસ્તવમાં, ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો ધરાવતા દ્રાવકોમાં ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા હોય છે, અને ઓછી સ્નિગ્ધતાવાળા દ્રાવકોમાં ઓછા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો હોય છે. તેથી, એક જ દ્રાવક માટે આ બધી આવશ્યકતાઓને એકસાથે પૂરી કરવી મુશ્કેલ છે. લિથિયમ-આયન બેટરીઓ સામાન્ય રીતે દરેક ઘટકની ખામીઓને સરભર કરવા માટે ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો અને ઓછી સ્નિગ્ધતા ધરાવતા કાર્બનિક દ્રાવકોના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, EC કાર્બોનેટમાં ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો હોય છે, જે લિથિયમ સોલ્ટ ડિસોસિએશન માટે ફાયદાકારક છે, જ્યારે DMC, DEC અને EMC કાર્બોનેટમાં ઓછી સ્નિગ્ધતા હોય છે, જે લિથિયમ આયનોના સ્થળાંતર દરને સુધારવામાં મદદ કરે છે.
③ ઉમેરણો: તેઓ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોલાઇટના વિદ્યુત અને સલામતી પ્રભાવને સુધારવા અને વધારવામાં ભૂમિકા ભજવે છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ઉમેરણોમાં ત્રણ મુખ્ય કાર્યો હોય છે: aa SEI મેમ્બ્રેનની કામગીરીમાં સુધારો કરે છે, જેમ કે વિનાઇલીન કાર્બોનેટ (VC), વિનાઇલ સલ્ફાઇટ (ES), અને SO2 ઉમેરીને; b ઓવરચાર્જિંગ અટકાવો (બાયફિનાઇલ ઉમેરીને) અને વધુ-ડિસ્ચાર્જિંગ; c ફ્લેમ રિટાડન્ટ એડિટિવ્સ બેટરીને વધુ ગરમ થવાની સ્થિતિમાં બર્ન થવાથી અથવા વિસ્ફોટ થવાથી રોકી શકે છે, જેમ કે હેલોજેનેટેડ ફ્લેમ રિટાડન્ટ્સ, ફોસ્ફરસ-આધારિત જ્યોત રિટાડન્ટ્સ અને સંયુક્ત જ્યોત રિટાડન્ટ્સ ઉમેરવા; ડી. ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ટ્રેસ વોટર અને એચએફ સામગ્રીને ઘટાડો.
