离子液体混合物作为锂离子电池的安全电解质

在目前的情况下,为了实现各种动力驱动的生命机制,有一种强烈的动力,要求有效地产生和储存能量。世界发展和维持的能源需求主要是由煤炭和石油等耗尽的不可再生能源储备驱动的。但是目前电池已经通过储存化学能和持续提供电能来满足能源需求。电池的这种电能的产生并不是彻底的,因为放电的电池可以通过逆转化学反应再次充电,这种充放电过程持续数千次。因此,它们支持从手持设备、便携式电子产品到笔记本电脑、混合动力汽车、工业机械和航空产品的一系列应用,因为它们便宜、易于制造和维护,而且安全。

图1所示。

锂离子电池是可充电电池的一员,具有能量密度最高的独特能力。目前,日常生活中的锂离子电池因其每单位锂离子的保持和提供大量电荷的能力而引起了人们的关注。它们迅速流行起来,以至于它们驱动了现代人使用的最大的小工具。但也有一个相关的环孔,这是锂离子在高工作电位下与电池中的电解质存在的不稳定性。电池基本上由三个基本成分组成,即阳极、阴极和中间电解质。锂离子电池由溶解在有机介质中的锂离子组成,作为电解质(有机碳酸盐,如碳酸乙烯、碳酸丙烯等)。这些电解质对电池的健康运行起着核心作用,因为在放电(或供电)期间,它们向阴极提供锂离子,但在储存电荷时,即在充电期间,它们将锂离子输送到阳极。与这种穿梭相关的摩擦有时会导致这些电池的严重爆炸,因为有机电解质有很高的着火倾向。这是一个严重的问题,需要科学界的高度关注。

这种关键的情况促使我们致力于开发一种替代电解质,这种电解质高度稳定,并且仍然提供与有机电解质相同的导电性和活性,但风险可以忽略不计。在我们的研究中提出了两种新型离子液体(含咪唑阳离子的醚-醚和醚-硅氧烷部分和大的双(三氟甲烷磺酰)亚胺阴离子),它们作为电解质的混合物,添加了少量的有机介质(碳酸丙烯酯)。官方manbetx手机版这些离子液体的关键方面是它们能够溶解锂离子,并在阴极和阳极之间有效地来回运输锂离子,从而完全消除了着火的风险。它们甚至不与电极组件发生反应,并保持整个电池系统的稳定性。在我们的工作中,通过在运行电池条件下进行多次充放电循环,已经显示了这一特性。除了它们的活性外,这些il电解质的制备简单,可以扩大到工业水平,并且由于反应在很短的时间内在微波中进行,也是环保的。

最后,这项研究提出了当今最流行的能量存储设备——电池的发展的一个进步。这种新合成的离子液体与微量的有机取代基一起,是一种具有成本效益和稳定性的常规有机电解质的替代品。这是人类向安全电池迈出的一小步。

Santosh N. Chavan, Aarti Tiwari, Tharamani C. Nagaiah和Debaprasad Mandal
印度旁遮普鲁普纳加尔罗帕尔印度理工学院化学系

出版

醚和硅氧烷功能化离子液体及其混合物作为锂离子电池的电解质。
Chavan SN, Tiwari A, Nagaiah TC, Mandal D
2016年6月28日

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