الکترولیت، یوه اړینه برخه دهد لیتیم-ایون بیټرۍ، د بیټرۍ د چارج- د خارجیدو دوره کې مهم رول لوبوي.
دا نه یوازې د لیتیم ایونونو مؤثره ټرانسپورټ او د جریان لیږد مسؤلیت لري ، بلکه د بریښنایی موصلیت ملکیتونه هم لري ترڅو په مؤثره توګه د مثبت او منفي الکترودونو ترمینځ د مستقیم بریښنایی جریان مخه ونیسي. په انځوریزه توګه، الکترولیت د لیتیم- آیون بیټرۍ دننه د "وینې" په څیر دی، د مثبت او منفي الکترود موادو ترمنځ ارتباط یقیني کوي، په دې توګه د ټول چارج-د خارجیدو پروسې سم پرمختګ تضمینوي.
د لیتیم{0}} آیون بیټرۍ لپاره یو مثالی الکترولیټ باید لاندې پنځه اړتیاوې پوره کړي:
(1) High ionic conductivity (>10⁻3S/cm).
(2) Wide electrochemical window (>4.5 V vs لی+/لي).
(3) د الیکټروډونو سره ښه مطابقت ، د ټیټ احتمالي انٹرفیسیل مقاومت ساتل.
(4) عالي حرارتي او کیمیاوي ثبات ، د بیټرۍ وړ کول د تودوخې پراخه حد کې په خوندي ډول کار کول.
(5) ټیټ لګښت، ټیټ زهرجن، او چاپیریال دوستانه.
د بیټرۍ د انرژی کثافت او د بریښنا کثافت لپاره د تل په زیاتیدونکي غوښتنې سره، د بیټرۍ ټیکنالوژي په چټکۍ سره وده کوي، او الکترود موادو خورا ډیر پرمختګ کړی دی. په مقابل کې، د الکترولیت سیسټمونو پراختیا وروسته پاتې ده. اوس مهال، د لیتیم- آیون بیټرۍ الیکټرولیټ پراختیا په پراخه توګه په دریو ډولونو ویشل کیدی شي: غیر-د اوبو محلول الکترولیتونه، د اوبو الکترولیتونه، او جامد-د حالت الکترولیټ.
غیر- د اوبو محلول الکترولیټ
غیر-په لیتیم-آیون بیټرۍ کې د اوبو محلول الکترولیتونه د الکترولیټ سیسټمونو ته اشاره کوي چې اوبه نلري، په عمده توګه د محلولونو، محلولونو (عموما د لیتیم مالګې)، او اضافه کولو څخه جوړ شوي. دا غیر- د اوبو محلول په عموم ډول عضوي محلولونه دي، نه د اوبو محلول، ترڅو د اوبو الکترولیز یا د الکترود موادو سره د منفي عکس العمل مخه ونیسي. د لیتیم مالګې د لیتیم- آیون ټرانسپورټ لپاره لومړني کیریرونه دي، محلولونه د لیتیم مالګې لپاره د تحلیل، توزیع، او مالتړ په توګه کار کوي، او اضافه کونکي په عمده توګه د لیتیم- آیون بیټرۍ د بریښنا کیمیکل فعالیت یا خوندیتوب ښه کولو لپاره کار کوي.
په سوداګریزه توګه موجود الکترولیتونه (د بیلګې په توګه، مایع الکترولیتونه) چې په لیتیم{2}} آیون بیټرۍ کې کارول کیږي په ابتدايي توګه د یو یا ډیرو لیتیم مالګو څخه جوړ شوي چې په دوه یا ډیرو عضوي محلولونو کې حل شوي؛ الکترولیتونه چې د یو واحد محلول څخه جوړ شوي خورا نادر دي. د څو محلولونو د کارولو دلیل دا دی چې د نړۍ اصلي بیټرۍ مختلف، حتی متضاد، اړتیاوې لري چې د یو واحد محلول په کارولو سره پوره کول ستونزمن دي. د مثال په توګه، الکترولیتونه کیدای شي لوړ مایعیت ته اړتیا ولري پداسې حال کې چې د لوړ ډایالټریک ثابت شتون لري؛ له همدې امله، محلولونه چې د مختلف فزیکو کیمیکل ملکیتونو سره ډیری وختونه په ترکیب کې کارول کیږي، په ورته وخت کې مختلف ځانګړتیاوې نندارې ته وړاندې کوي. سربیره پردې، د لیتیم مالګې عموما په یو وخت کې نه کارول کیږي ځکه چې د لیتیم مالګې انتخاب محدود دی، او د دوی ګټې په اسانۍ سره نه څرګندیږي.
مثالي عضوي محلول باید لاندې کلیدي ملکیتونه ولري: لومړی، دوی د لیتیم مالګې ښه تحلیل ډاډمن کولو لپاره لوړ ډایالیکټریک ثابت ته اړتیا لري؛ دوهم، دوی باید د خټکي ټیټه نقطه او د تودوخې لوړه نقطه ولري ترڅو د الکترولیټ عملیاتي تودوخې سلسله پراخه کړي؛ دریم، ټیټ ویسکوسیټي په منځني ډول د لیتیم ایونونو اغیزمن مهاجرت ته وده ورکوي؛ او بالاخره، دا محلول باید ارزانه وي او ټیټ زهرجن وي (په مثالي توګه غیر{0}} زهرجن). د کاربونیټ مرکبات، د لیتیم- آیون بیټرۍ صنعت کې یو له لومړنیو او خورا پراخه کارول شوي عضوي محلولونو په توګه، د بیټرۍ الکترولیتونو په ساحه کې مهم موقعیت لري.
اوس مهال، دا ډول محلول په عمده توګه دوه ساختماني بڼې لري: سایکلیک او چین. لاندې جدول د ډیری عام کارول شوي غیر{1}} اوبو محلولونو، الکترولیتونو، او عضوي محلولونو اړوند فزیکي پیرامیټونه لنډیز کوي.
| کټګوري | ډول | جوړښت | د خړوبولو نقطه (درجه) | د جوش نقطه (درجه) | د انفرادي بخار فشار (25 درجې) | نسبي کثافت (25 درجې)/(mPa·s) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ایتیلین کاربونیټ (EC) | سایکلیک | 36.4 | 248 | 89,780 | 1.904 (40 درجې) | |
| پروپیلین کاربونیټ (PC) | سایکلیک | -48.4 | 242 | 64,920 | 2.53 | |
| کاربونیټ | بوتیلین کاربونیټ (BC) | سایکلیک | -54.0 | 240 | 53,000 | 3.20 |
| ډیمیتیل کاربونیټ (DMC) | خطي | 4.6 | 91 | 3,107 | 0.59 | |
| ډایتیل کاربونیټ (DEC) | خطي | -74.3 | 126 | 2,805 | 0.75 | |
| ایتیل میتیل کاربونیټ (EMC) | خطي | -53.0 | 110 | 2,958 | 0.65 |
اوس مهال، د الکیل کاربونیټ محلول په پراخه کچه په الکترولیتونو کې کارول کیږي. دا محلولونه د اکسیډریشن ښه مقاومت لري او د لوړ ولتاژ شرایطو لاندې عالي ثبات څرګندوي. سایکل کاربونیټ، لکه ایتیلین کاربونیټ او پروپیلین کاربونیټ، د دوی د لوړ ډایالټریک ثابتو لپاره پیژندل شوي، پدې معنی چې دوی کولی شي د لیتیم مالګې په اغیزمنه توګه تحلیل کړي؛ په هرصورت، د قوي بین المللي قوتونو له امله، دا محلولونه لوړ ویسکوسیت لري، کوم چې د دوی دننه د لیتیم ایون حرکت ورو کوي. په مقابل کې، چینایي کاربونیټونه، لکه ډیمیتیل کاربونیټ او ډایتیل کاربونیټ، پداسې حال کې چې د ټیټ ویسکوسیت لري، هم نسبتا ټیټ ډایالټریک ثبات لري، چې په پایله کې د لیتیم مالګې لپاره نسبتا ضعیف تحلیل موثریت لري. له همدې امله، د غوره ionic چالکتیا سره د حل سیسټمونو چمتو کولو لپاره، د محلول مختلف ډولونه ډیری وختونه مخلوط کیږي، لکه PC + DEC یا EC + DMC ترکیبونه. د لیتیم مالګې، په الکترولیت کې د لیتیم ایونونو د سرچینې په توګه، د لیتیم-ایون بیټرۍ د چارج کولو او خارجولو پروسې په جریان کې د لیتیم ایون ټرانسپورټ کې لوی رول لوبوي. د دوی فعالیت په مستقیم ډول د لیتیم آیون بیټرۍ په ډیری اړخونو اغیزه کوي، پشمول د انرژي کثافت، د بریښنا کثافت، عملیاتي ولتاژ حد، د سایکل ژوند، او خوندیتوب. اوس مهال، د لابراتوار څیړنې او صنعتي تمریناتو کې، لیتیم مالګې د لوی anionic radii او لوړ ریډکس ثبات سره په عموم ډول غوره شوي. د دوی د کیمیاوي جوړښت پر بنسټ، د لیتیم مالګې په پراخه توګه په دوه کټګوریو ویشل کیدی شي: غیر عضوي لیتیم مالګې او عضوي لیتیم مالګې. ډیری غیر عضوي لیتیم مالګې رامینځته شوي، پشمول د LiPF6، LiClO4، LIBF، او LIASF. په مقابل کې، په عام ډول کارول شوي عضوي لیتیم مالګې په لیتیم- آیون بیټرۍ کې د دې غیر عضوي لیتیم مالګې انونونو ته د الکترون په اضافه کولو سره جوړیږي difluorosulfonylimide (LiFSI)، او لیتیم ditrifluoromethylsulfonylimide (LTFSI). لاندې جدول د لیتیم- آیون بیټرۍ کې د ډیری عام استعمال شوي لیتیم مالګې اړوند فزیکو کیمیکل ځانګړتیاوې ښیې.
| کټګوري | لیتیم مالګه | مالیکولر وزن (g/mol) | په کاربونیټ کې محلول؟ | په اوبو کې محلول؟ | برقی چلښت (1 mol/L، EC/DMC، 20 درجې) (mS/cm) |
|---|---|---|---|---|---|
| غیر عضوي لیتیم مالګې | LiPF₆ | 151.91 | هو | هو | 10.00 |
| LiBF₄ | 93.74 | هو | هو | 4.50 | |
| LiClO₄ | 106.40 | هو | هو | 9.00 | |
| عضوي لیتیم مالګې | LiTFSI | 287.08 | هو | هو | 6.18 |
| LiFSI | 187.07 | هو | هو | 10.40 | |
| LiBOB | 193.79 | هو | هو | 0.65 |
اضافه کونکي هغه توکي دي چې په ټیټ غلظت کې الیکټرولایټ ته اضافه کیږي (معمولا د 10٪ څخه ډیر په ډله کې نه وي) چې ځانګړي دندې لري او کولی شي د بیټرۍ الیکټرو کیمیکل ځانګړتیاو ته د پام وړ وده ورکړي. د دوی د دندو پر بنسټ، دا اضافه کول په پراخه توګه په څو کټګوریو ویشل کیدی شي: د فلم-جوړولو اضافه کونکي، د شعاع مقاومت کونکي، او د اضافي چارج کولو مخنیوي لپاره اضافه کونکي. برسېره پر دې، داسې اضافې شتون لري چې د چالاکۍ د لوړولو، د ټیټ- تودوخې شرایطو لاندې فعالیت غوره کولو، یا په الکترولیت محلول کې د ټریس مقدار او HF غلظت کنټرول لپاره کارول کیږي.