Цеолітні молекулярні сита можна застосовувати для зневоднення електролітів шляхом фізичної адсорбції, уникаючи негативного впливу води та, таким чином, покращуючи продуктивність і безпеку літієвої батареї, яка останнім часом привертає все більше уваги.
Складові звичайних літієвих електролітів
Органічні розчинники є основною складовою електроліту, на яку припадає близько 80%~90%. Ці розчинники включають етиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC), пропіленкарбонат (PC), діетилкарбонат (DEC), етилметилкарбонат (EMC) тощо.
Сіль літію є ще одним компонентом електроліту і є основним джерелом літію. Ці солі літію включають гексафторфосфат літію (LiPF6), біс(фторсульфоніл)імід літію (LiFSI), тетрафторборат літію (LiBF₄), перхлорат літію (LiClO₄) тощо.
Присадки становлять близько 5% електроліту. Ці добавки включають плівко{2}}утворювачі,-вогнезахисні добавки, стабілізатори тощо. Наприклад, звичайні плівкоутворювачі-добавки, такі як вінілкарбонат (VC), фторований вінілкарбонат (FEC).
Загалом, продуктивність літієвого електроліту залежить від синергічного ефекту розчинників, солі літію та добавок. Наприклад, комбінація змішаного розчинника EC/DMC і LiPF6може збалансувати як іонну провідність, так і стабільність.
Вплив присутності води в електролітах
Ці компоненти надзвичайно чутливі до електрохімічних характеристик, вода та домішки можуть серйозно вплинути на виробництво та якість літієвих батарей. Наприклад:
Вода може вступати в хімічну реакцію з солями літію в електроліті з утворенням шкідливих речовин, таких як плавикова кислота (HF) і фторид літію (LiF), які можуть пошкодити структуру батареї, спричинити витік або коротке замикання та зменшити ємність батареї.
Плівка розділу твердого електроліту (SEI), утворена плівкоутворюючими добавками-, може бути пошкоджена водою, втрачаючи свою щільність і однорідність, що призводить до збільшення внутрішнього опору батареї та зменшення розрядної ємності.
Під час заряджання та розряджання вода може розкладатися з утворенням газів (таких як CO₂ і H₂), що підвищує внутрішній тиск акумулятора. Це може призвести до здуття батареї, витоку рідини та навіть задимлення, пожежі та вибуху, що становить загрозу безпеці.
Небезпека води, згадана під час обробки розчинником, також існує в електроліті. Підсумовуючи, присутність води впливає на провідність електроліту, стабільність інтерфейсу електроліту, термін служби та безпеку батареї, це ключовий фактор контролю у виробництві та використанні літієвих батарей.
Молекулярні сита для дегідратації електролітів
Застосування молекулярних сит в електролітах різниться залежно від їх конкретних цілей, таких як сушіння розчинником, зневоднення та знекислення електроліту, регенерація електроліту та підвищення електрохімічних характеристик.
Цеолітове молекулярне сито типу 5A є найбільш популярним для дегідратації електроліту, і воно може ефективно видаляти воду з електроліту, запобігаючи підвищеному внутрішньому опору та електрохімічним реакціям, тим самим покращуючи продуктивність і безпеку літієвої батареї.
Молекулярні сита типу 3A, 4A, 13X, типу літію та композитного цеоліту можна вибірково застосовувати до літієвих електролітів. Використовуючи їх сильну адсорбцію, властивість іонного просіювання та структурну стабільність, щоб підвищити чистоту, стабільність і циклічність електролітів.
