پس منظر

په 1800 کې، ایټالوی فزیک پوه A. Volta د ولټیک پایل جوړ کړ، کوم چې د عملي بیټرۍ پیل پیل کړ او د لومړي ځل لپاره یې د الکترو کیمیکل انرژی ذخیره کولو وسیلو کې د الکترولیت اهمیت بیان کړ. الکترولیټ د مایع یا جامد په شکل کې د بریښنایی موصلیت او آیون ترسره کوونکی پرت په توګه لیدل کیدی شي ، د منفي او مثبت الکترودونو ترمینځ داخل شوی. اوس مهال، ترټولو پرمختللی الکترولیت د جامد لیتیم مالګې (لکه LiPF6) په غیر آبی عضوي کاربونیټ محلول (د مثال په توګه EC او DMC) کې د حلولو له لارې رامینځته کیږي. د حجرې د عمومي شکل او ډیزاین سره سم، الکترولیټ په عمومي ډول د حجرې وزن له 8٪ څخه تر 15٪ پورې حساب کوي. څه's نور، د هغې سوځیدنه او د مطلوب عملیاتي حرارت درجه -10°ج تر ۶۰ پورې°C د بیټرۍ د انرژي کثافت او خوندیتوب نور پرمختګ مخه نیسي. له همدې امله، نوښتګر الکترولیت فورمولونه د نوي بیټرۍ د راتلونکي نسل د پراختیا لپاره کلیدي فعالونکي ګڼل کیږي.

څیړونکي هم کار کوي چې مختلف الیکټرولیټ سیسټمونه رامینځته کړي. د مثال په توګه، د فلورین شوي محلولونو کارول چې کولی شي د اغیزمن لیتیم فلزي سایکلینګ ترلاسه کړي، عضوي یا غیر عضوي جامد الکترولیتونه چې د وسایطو صنعت او "سخت حالت بیټرۍ" (SSB) ته ګټه رسوي. اصلي دلیل یې دا دی چې که جامد الیکټرولایټ د اصلي مایع الکترولیت او ډایفرام ځای ونیسي، د بیټرۍ خوندیتوب، د واحد انرژي کثافت او ژوند د پام وړ ښه کیدی شي. بیا، موږ په عمده توګه د مختلفو موادو سره د جامد الکترولیتونو څیړنې پرمختګ لنډیز کوو.

غیر عضوي جامد الکترولیتونه

غیر عضوي جامد الیکټرولایټونه په سوداګریزو الیکرو کیمیکل انرژي ذخیره کولو وسیلو کې کارول شوي ، لکه ځینې د لوړ تودوخې ریچارج وړ بیټرۍ Na-S، Na-NiCl2 بیټرۍ او لومړني Li-I2 بیټرۍ. په 2019 کې بیرته، هیتاچي زوسن (جاپان) د 140 mAh د ټولو جامد حالت بیټرۍ وښودله چې په فضا کې کارول کیږي او په نړیوال فضا سټیشن (ISS) کې ازمول کیږي. دا بیټرۍ د سلفایډ الیکټرولیټ او نورو ناڅرګنده بیټرۍ اجزاو څخه جوړه شوې ده چې د -40 ترمینځ کار کولو وړتیا لري.°ج او ۱۰۰°C. په 2021 کې شرکت د 1,000 mAh لوړ ظرفیت لرونکی بیټرۍ معرفي کوي. Hitachi Zosen د سخت چاپیریال لپاره د جامد بیټرۍ اړتیا ګوري لکه ځای او صنعتي تجهیزات چې په عادي چاپیریال کې کار کوي. شرکت په پام کې لري چې تر 2025 پورې د بیټرۍ ظرفیت دوه چنده کړي. مګر تر دې دمه ، په بریښنایی موټرو کې د بیټرۍ څخه بهر هیڅ ډول محصول شتون نلري چې کارول کیدی شي.

عضوي نیمه جامد او جامد الکترولیت

د عضوي جامد الکترولیت کټګورۍ کې، د فرانسې Bolloré په بریالیتوب سره د جیل ډوله PVDF-HFP الکترولیټ او د جیل ډول PEO الکترولیټ سوداګریز کړي. دغه شرکت په شمالي امریکا، اروپا او اسیا کې د موټر شریکولو ازمایښتي پروګرامونه هم په لاره اچولي چې د دې بیټرۍ ټیکنالوژي په بریښنایی موټرو کې پلي کړي، مګر دا پولیمر بیټرۍ هیڅکله په مسافر وړونکو موټرو کې په پراخه کچه نه ده منل شوې. یو فکتور چې د دوی ضعیف سوداګریز اختیار کې مرسته کوي دا دی چې دوی یوازې په نسبتا لوړ حرارت کې کارول کیدی شي (50°ج تر ۸۰ پورې°ج) او د ټیټ ولتاژ سلسله. دا بیټرۍ اوس په سوداګریزو موټرو کې کارول کیږي، لکه ځینې ښاري بسونه. د خونې په تودوخې کې د خالص جامد پولیمر الیکټرولایټ بیټرۍ سره د کار کولو هیڅ قضیه شتون نلري (یعنې شاوخوا 25°ج).

د سیمیسولید کټګورۍ کې خورا ویسکوس الکترولیتونه شامل دي، لکه د مالګې محلول مخلوط، د الکترولیت محلول چې د مالګې غلظت د معیاري 1 mol/L څخه لوړ وي، د غلظت یا سنتریت نقطو سره تر 4 mol/L پورې لوړ وي. د متمرکز الکترولیت مرکبونو اندیښنه د فلورین شوي مالګو نسبتا لوړه محتوا ده، کوم چې د لیتیم مینځپانګې او د دې ډول الکترولیتونو چاپیریال اغیزې په اړه پوښتنې هم راپورته کوي. دا ځکه چې د بالغ محصول سوداګریز کول د ژوند دوره پراخه تحلیل ته اړتیا لري. او د چمتو شوي نیمه جامد الکترولیتونو لپاره خام مواد هم باید ساده او په اسانۍ سره شتون ولري ترڅو په بریښنایی موټرو کې په اسانۍ سره مدغم شي.

هایبرډ الکترولیتونه

هایبرډ الیکټرولایټونه چې د مخلوط الیکټرولایټ په نوم هم پیژندل کیږي ، د اوبو / عضوي محلول هایبرډ الیکټرولایټ پراساس تعدیل کیدی شي یا په جامد الیکټرولایټ کې د غیر آبی مایع الکترولیټ محلول اضافه کولو سره ، د جامد الیکټرولایټ تولید او توزیع کولو او د سټکینګ ټیکنالوژۍ اړتیاو ته په پام سره. په هرصورت، دا ډول هایبرډ الکترولیتونه لاهم د څیړنې په مرحله کې دي او هیڅ سوداګریزې بیلګې شتون نلري.

د الکترولیټونو د سوداګریزې پراختیا لپاره په پام کې نیولو سره

د جامد الکترولیتونو ترټولو لویې ګټې لوړ خوندیتوب او اوږد مهاله ژوند دی، مګر لاندې ټکي باید په پام کې ونیول شي کله چې د بدیل مایع یا جامد الکترولیت ارزونه وشي:

• د جامد الکترولیت تولید پروسې او سیسټم ډیزاین. د لابراتوار ګیج بیټرۍ په عموم ډول د جامد الیکټرولایټ ذرات څخه جوړه ده چې د څو سوو مایکرون ضخامت سره د الیکټروډونو په یوه اړخ کې پوښل شوي. دا کوچني جامد حجرې د لویو حجرو (10 څخه تر 100Ah) لپاره اړین فعالیت نمایندګي نه کوي ، ځکه چې د 10 ~ 100Ah ظرفیت د اوسني بریښنا بیټرۍ لپاره لږترلږه مشخصات اړین دي.
• سالډ الکترولیت هم د ډایفرام رول بدلوي. څرنګه چې د دې وزن او ضخامت د PP/PE ډایفرام څخه ډیر دی، دا باید د وزن کثافت ترلاسه کولو لپاره تنظیم شي.≥350Wh/kgاو د انرژي کثافت≥900Wh/د دې لپاره چې د دې سوداګریز کولو مخه ونیسي.

بیټرۍ تل تر یوې کچې د خوندیتوب خطر دی. جامد الکترولیتونه، که څه هم دا د مایعاتو په پرتله خوندي دي، اړینه نه ده چې غیر سوځیدونکي وي. ځینې ​​پولیمر او غیر عضوي الکترولیتونه کولی شي د اکسیجن یا اوبو سره عکس العمل وکړي، تودوخه او زهرجن ګازونه تولیدوي چې د اور او چاودنې خطر هم رامینځته کوي. د واحد حجرو سربیره، پلاستيک، قضیې او پیک مواد کولی شي د غیر کنټرول وړ احتراق سبب شي. نو په نهایت کې ، یو هولیسټیک ، د سیسټم کچې خوندیتوب ازموینې ته اړتیا ده.