Какав утицај има количина електролита на перформансе батерије?

Избор одговарајућег електролитског система за различите позитивне и негативне материјале не гарантује да батерија има добре електрохемијске перформансе и одговарајућа количина електролита мора се одредити у складу са захтевима различитих позитивних и негативних материјала.

1. Критеријуми за процену запремине електролита

Електролит се користи као медијум за миграцију литијум-јона и пренос наелектрисања. Да би се осигурало да се активни материјал у потпуности користи, празнине у језгри батерије морају се попунити електролитом. Густина збијања сваког материјала катоде је различита, а захтеви за количином електролита различити. Општа ситуација је да је потражња за електролитом материјала катодног литијум-кобалт-оксид-а са великом густином збијања мала, а највећа је потреба за електролитом батерије тројног и литијум-манганатног катодног система са малом густином збијања.

2. Утицај запремине електролита на перформансе батерије

(1) Утицај запремине електролита на капацитет батерије

Са слике 1 се види да је крива пуњења и пражњења електролита са малом количином капања ненормална, капацитет пуњења је много већи од осталих вредности, а капацитет пражњења много мањи од осталих вредности. Капацитет се повећава са повећањем количине електролита. Батерија најбољег капацитета има тек намочену мембрану. Може се видети да је количина електролита недовољна, лист позитивне електроде није довољно наквашен, а дијафрагма није навлажена, што резултира великим унутрашњим отпором и малим капацитетом. Повећање количине електролита помаже да се у потпуности искористи капацитет активног материјала. То показује да капацитет батерије има већи однос са количином електролита, а капацитет батерије се повећава са повећањем количине електролита, али на крају има тенденцију да буде у основи константан.

(2) Утицај запремине електролита на перформансе циклуса батерија

Са слике 1 се види да са повећањем брзине разлика у капацитету постаје очигледнија, а цикличне перформансе батерије се погоршавају. Количина електролита је мала, проводљивост се смањује, а унутрашњи отпор се брзо повећава након циклуса, што убрзава разградњу или испаравање делимичног електролита батерије, а погоршање перформанси циклуса батерије постепено се убрзава. Превише електролита доводи до релативно повећања споредне реакције ћелије батерије, а производња гаса је велика, што доводи до смањења перформанси циклуса батерије. Штавише, троши се и вишак електролита. Може се видети да количина електролита има врло очигледан утицај на перформансе циклуса батерије. Премало или превише електролита није погодно за цикличне перформансе батерије.

(3) Утицај запремине електролита на безбедносне перформансе батерије

Добре сигурносне перформансе батерије углавном су последица одсуства испупчења и експлозије током употребе. Један од разлога експлозије батерије је тај што количина убризгавања не може да задовољи технолошке захтеве. Када је количина електролита премала, унутрашњи отпор батерије је велик, а топлота велика. Повећање температуре доводи до брзог распадања електролита да би се створио гас, а дијафрагма се топи, што доводи до ширења и кратког споја акумулатора и експлозије. Када коришћени електролит и позитивни и негативни материјали стварају прекомерну производњу гаса услед споредних реакција, може се додати одговарајућа количина инфилтранта електролита како би се смањила количина додата електролита, чиме се смањује проблем прекомерне производње гаса и побољшава сигурност батерија. Када је количина електролита превелика, количина гаса која се ствара током пуњења и пражњења је велика, унутрашњи притисак батерије је висок, а љуска пукне, што доводи до цурења електролита. Када је температура електролита висока, запалит ће се кад наиђе на ваздух.

Електролит је неизоставни део литијум-јонских батерија и неопходан је услов да литијум-јонске батерије постигну предности високог напона, велике густине енергије и високих перформанси циклуса. Количина електролита има важан утицај на електрохемијске перформансе и сигурносне перформансе батерије. Превише или премало је неприкладно. Експерименти су потребни да би се утврдила количина електролита која је компатибилна са позитивним и негативним материјалима и дијафрагмом.