I setacci molecolari di zeolite possono essere applicati per disidratare gli elettroliti attraverso l'adsorbimento fisico, evitando gli effetti negativi dell'acqua e migliorando così le prestazioni e la sicurezza della batteria al litio, che recentemente ha attirato crescente attenzione.
Costituenti dei comuni elettroliti di litio
I solventi organici sono il principale costituente dell'elettrolita e ne rappresentano circa l'80%~90%. Questi solventi includono carbonato di etilene (EC), carbonato di dimetil (DMC), carbonato di propilene (PC), carbonato di dietile (DEC), carbonato di etile (EMC), ecc.
Il sale di litio è un altro costituente dell'elettrolita ed è la fonte principale di litio. Questi sali di litio includono l'esafluorofosfato di litio (LiPF6), bis(fluorosulfonil)immide di litio (LiFSI), tetrafluoroborato di litio (LiBF₄), perclorato di litio (LiClO₄), ecc.
Gli additivi rappresentano circa il 5% dell'elettrolita. Questi additivi includono additivi che formano film,-additivi ritardanti di fiamma, stabilizzanti, ecc. Ad esempio, additivi che formano film comuni come carbonato di vinile (VC), carbonato di vinile fluorurato (FEC).
Nel complesso, le prestazioni dell'elettrolita di litio dipendono dall'effetto sinergico dei solventi, del sale di litio e degli additivi. Ad esempio, la combinazione di solvente misto EC/DMC e LiPF6può bilanciare sia la conduttività ionica che la stabilità.
Impatti della presenza di acqua negli elettroliti
Questi componenti sono estremamente sensibili alle prestazioni elettrochimiche, l'acqua e le impurità possono influenzare gravemente la produzione e la qualità delle batterie al litio. Per esempio:
L'acqua può reagire chimicamente con i sali di litio nell'elettrolito producendo sostanze nocive come acido fluoridrico (HF) e fluoruro di litio (LiF), che possono danneggiare la struttura della batteria, causare perdite o cortocircuiti e ridurre la capacità della batteria.
Il film di interfaccia elettrolitica solida (SEI) formato dagli additivi filmogeni- può essere danneggiato dall'acqua, perdendo densità e uniformità, il che porta ad un aumento della resistenza interna della batteria e una diminuzione della capacità di scarica.
Durante la carica e la scarica, l'acqua può decomporsi producendo gas (come CO₂ e H₂), che aumentano la pressione interna della batteria. Ciò potrebbe causare il rigonfiamento della batteria, la fuoriuscita di liquidi e persino il fumo, incendi ed esplosioni, costituendo una minaccia per la sicurezza.
I pericoli dell'acqua menzionati nel trattamento con solventi esistono anche nell'elettrolita. In sintesi, la presenza di acqua influisce sulla conduttività dell’elettrolita, sulla stabilità dell’interfaccia elettrolitica, sulla durata e sulla sicurezza del ciclo della batteria. Si tratta di un fattore di controllo chiave nella produzione e nell’uso delle batterie al litio.
Setacci molecolari per la disidratazione degli elettroliti
Le applicazioni dei setacci molecolari negli elettroliti variano a seconda dei loro scopi specifici, come l'essiccazione del solvente, la disidratazione e la deacidificazione dell'elettrolita, la rigenerazione dell'elettrolita e il miglioramento delle prestazioni elettrochimiche.
Il setaccio molecolare alla zeolite di tipo 5A è il più preferito per la disidratazione dell'elettrolita e può rimuovere efficacemente l'acqua dall'elettrolita, prevenendo una maggiore resistenza interna e reazioni elettrochimiche, migliorando così le prestazioni e la sicurezza della batteria al litio.
I setacci molecolari di tipo 3A, 4A, 13X, tipo, tipo litio e zeolite composita possono essere applicati selettivamente agli elettroliti di litio. Sfruttando il loro forte adsorbimento, le proprietà di setacciatura degli ioni e la stabilità strutturale, per migliorare la purezza, la stabilità e le prestazioni di ciclo degli elettroliti.
