Solid electrolytes သည် အရည် electrolytes ထက် အားသာချက်များစွာရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းစဉ်အတွင်း လျှပ်ကူးပစ္စည်းပုံပျက်ခြင်းကို လျော့ပါးစေပြီး ဘေးကင်းမှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။ ၎င်းတို့သည် ကောင်းမွန်သော တည်ငြိမ်မှု၊ စီမံဆောင်ရွက်ရန် လွယ်ကူပြီး ကြီးထွားမှုလည်းရှိသည်။လီသီယမ်dendrites များကို စွန့်ထုတ်နိုင်သော-အခမဲ့ အစိုင်အခဲပေါ်လီမာ အီလက်ထရောနစ်များဖြင့် လျှော့ချနိုင်သည်။
Fenton et al သည် 1973 ခုနှစ်အစောပိုင်းတွင်ပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်သုတေသနကိုစတင်ခဲ့သည်။ polyethylene oxide (PEO) သည် အယ်ကာလီသတ္တုများနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော အိုင်းယွန်းများကို သယ်ဆောင်နိုင်သည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ထိုအချိန်မှစ၍၊ ပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်များသည် အာရုံစူးစိုက်မှုများစွာကို ဆွဲဆောင်ခဲ့သည်။
1978 ခုနှစ်တွင် ဒေါက်တာ Armand မှ PEO-အခြေခံအစိုင်အခဲ-state polymer electrolytes အား ဘက်ထရီအတွက် electrolytes အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ကြောင်း ဟောကိန်းထုတ်ခဲ့သည်။
လာမည့်ဆယ်စုနှစ်နှစ်ခုအတွင်း၊ သုတေသီများသည် အိုင်းယွန်းအကူးအပြောင်း၏ ယန္တရားနှင့် electrolyte ၏ ဓာတုဗေဒဂုဏ်သတ္တိများကို လေ့လာရန် ကြီးမားသော ကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုများ ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ဘက်ထရီအတွင်းရှိ အီလက်ထရိုဒြပ်နယ်နိမိတ်ကို ကောင်းစွာလုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။
လီသီယမ်-အစိုင်အခဲပေါ်လီမာအီလက်ထရွန်းများကိုအသုံးပြုထားသော လီသီယမ်ဓာတ်များသည် အရည်အီလက်ထရောလစ်များနှင့် ဆက်နွှယ်သည့် ယိုစိမ့်မှုပြဿနာများကို ကာကွယ်နိုင်ပါသည်။
ပိုလီမာများသည် လုပ်ဆောင်ရန်လွယ်ကူပြီး သေးငယ်အောင်ပြုလုပ်နိုင်သည်။ ၎င်းတို့၏ ပလတ်စတစ် မြင့်မားမှုကြောင့်၊ ပိုလီမာများကို ပါးလွှာသော-ဖလင်ဘက်ထရီများ ဖန်တီးရန်အတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။ မတူညီသောဘက်ထရီဖွဲ့စည်းပုံများကို အမျိုးမျိုးသော လျှောက်လွှာလိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီစေရန် ပေါ်လီမာအီလက်ထရောနစ်များကို အသုံးပြု၍ ဖန်တီးနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ပိုလီမာအီလက်ထရိုလစ်များသည် လျှပ်ထရိုဒိုက်များနှင့် ဘေးထွက်တုံ့ပြန်မှုနည်းပါးပြီး ကျယ်ပြန့်သောလည်ပတ်မှုအပူချိန်အကွာအဝေးတွင် အရည်အီလက်ထရိုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုမိုမြင့်မားသော ဓာတု၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် အပူတည်ငြိမ်မှုကို ပေးစွမ်းသည်။ ပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်များ၏ ပျော့ပြောင်းမှုသည် အားသွင်းခြင်းနှင့် ထုတ်လွှတ်စဉ်အတွင်း လျှပ်ကူးပစ္စည်းအတွင်း ထုထည်ပြောင်းလဲမှုများကို ကြားခံနိုင်ပြီး ဘက်ထရီဖွဲ့စည်းပုံကို တည်ငြိမ်စေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အရည်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများကို စီးပွားဖြစ်ရောင်းချပြီးနောက်၊ လီသီယမ်-ပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်များကို အခြေခံသည့် လီသီယမ်ဓာတ်အားနည်းပညာသည် လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ပြီး အောင်မြင်သော စီးပွားဖြစ်ထုတ်လုပ်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။
ပိုလီမာ အီလက်ထရောနစ်များကို အမျိုးအစားခွဲရန် နည်းလမ်းများစွာ ရှိပြီး စံနှုန်းများ ကွဲပြားသည်။ လက်ရှိတွင်၊ အစိုင်အခဲပေါ်လီမာ အီလက်ထရောနစ်များကို အကျော်ကြားဆုံး polyether-အခြေခံ polyethylene oxide (PEO) နှင့် polymethyl methacrylate (PMMA) နှင့် polyacrylonitrile (PAN) ကဲ့သို့သော ပေါ်လီမာအမျိုးအစားအလိုက် အဓိကအားဖြင့် ခွဲခြားထားပါသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်ပြောရလျှင်၊ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် လက်တွေ့အသုံးပြုရန် အောက်ပါအခြေအနေများနှင့် ကိုက်ညီရန် လိုအပ်ပါသည်။
မြင့်မားသော ionic conductivity
အလွန်အမင်း လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း လွှဲပြောင်းမှုနံပါတ်
စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အားကောင်းခြင်း။
ကျယ်ပြန့်သောလျှပ်စစ်ဓာတုပြတင်းပေါက်
အလွန်ကောင်းမွန်သောဓာတုနှင့်အပူတည်ငြိမ်မှု
လက်ရှိ ပေါ်လီမာအီလက်ထရောနစ်စနစ်များတွင်၊ ပိုလီမာများသည် အခန်းအပူချိန်တွင် သိသာထင်ရှားသောပုံဆောင်ခဲများကိုပြသသည်၊ ၎င်းသည် အခန်းအပူချိန်တွင် အစိုင်အခဲပေါ်လီမာအီလက်ထရိုလီများ၏စီးဝင်နိုင်စွမ်းသည် အရည်အီလက်ထရိုထက်များစွာနိမ့်ကျရသည့်အကြောင်းရင်းကိုရှင်းပြသည်။ ပိုလီမာရှိ crystals အများစုသည် spheulites များဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့ကြားတွင် amorphous နယ်မြေများရှိသည်။ လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းလျှပ်ကူးမှုသည် ဤ amorphous ဒေသများတွင် အဓိကအားဖြင့် ဖြစ်ပေါ်သည်ဟု ယေဘုယျအားဖြင့် ယုံကြည်ကြသည်။
ထို့ကြောင့်၊ ပိုလီမာများ၏ အဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံကို နားလည်ခြင်းသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းလျှပ်ကူးမှုယန္တရားကို လေ့လာရန်အတွက် အထောက်အကူဖြစ်သည်။
ဒွိပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်စနစ်များအတွက်၊ အဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံတွင် အဓိကအားဖြင့် ပုံဆောင်ခဲနယ်မြေများနှင့် အသျောဖိုနယ်မြေများဟူ၍ နှစ်မျိုးရှိသည်။ ပုံဆောင်ခဲဒေသများဖွဲ့စည်းခြင်းသည် အkinetically မောင်းနှင်ပြီး သီးခြားပြင်ဆင်မှုအခြေအနေများနှင့် အချိန်နှင့် တိုက်ရိုက်သက်ဆိုင်သည်။ အတိအကျပြောရလျှင် ပေါ်လီမာစနစ်တွင် ပုံဆောင်ခဲဒေသများရှိနေခြင်းကြောင့်၊ ကွဲပြားသောအခြေအနေများနှင့် ဤဒေသများ၏ သိသာထင်ရှားသောပြောင်းလဲမှုသည် ပိုလီမာအီလက်ထရိုလစ်အမျိုးအစားများ၏စီးကူးနိုင်မှုကို နှိုင်းယှဉ်ပါက သိပ္ပံနည်းကျမဟုတ်ပေ။ သို့ရာတွင်၊ အချို့သောအခြေအနေများတွင် ပုံဆောင်ခဲဒေသများ ကြီးထွားမှုနှေးကွေးပြီး အိုင်ယွန်းလျှပ်ကူးနိုင်မှုတွင် သွေဖည်သွားပါက လက်ခံနိုင်လောက်သည့်အတိုင်းအတာအတွင်းတွင်၊ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းကို နှိုင်းယှဉ်ပါက လက်ခံနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် ကျွန်ုပ်တို့သည် မတူညီသောရလဒ်များကို မကြာခဏ နှိုင်းယှဉ်လေ့ရှိသည်။
ပေါ်လီမာရှိ spherulites ကြီးထွားမှုသည် အချိန်ဖြစ်သည်-မူတည်သောကြောင့်၊ ပိုလီမာ၏ အရည်ပျော်မှတ်အောက် အပူချိန်တွင် အိုင်ယွန်လျှပ်ကူးမှုသည် အချိန်လည်းဖြစ်သည်-မူတည်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ လီသီယမ်-ပိုလီမာအီလက်ထရိုလစ်၏အိုင်းယွန်းစီးကူးမှုသည် အပူနှုန်း၊ အအေးနှုန်းနှင့် အနားယူချိန်တို့နှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပိုမိုကြာရှည်စွာ အနားယူချိန်သည် ပိုပြီးပြည့်စုံသော ပိုလီမာပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ပုံဆောင်ခဲများပိုမိုမြင့်မားခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အပန်းဖြေချိန်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ အိုင်အိုနစ်စီးကူးနိုင်မှုအား တဖြည်းဖြည်းလျော့နည်းသွားစေသည်။ အလားတူ၊ နှေးကွေးသော အအေးခံနှုန်းသည် ပိုမိုပြီးပြည့်စုံသော ပုံဆောင်ခဲများကို ဖြစ်စေပြီး သက်ဆိုင်ရာ အိုင်အိုနစ်စီးကူးနိုင်မှုသည်လည်း အနိမ့်ဆုံးသို့ တဖြည်းဖြည်း လျော့နည်းသွားမည်ဖြစ်သည်။
ဥပမာအဖြစ် PEO နှင့် LiCIO4 ၏ ဒွိအစိုင်အခဲပေါ်လီမာအီလက်ထရောနစ်ကို ယူ၍ ဤဖွဲ့စည်းပုံတွင် အဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံများစွာပါရှိသည်။ ပထမဦးစွာ LiClO4 နှင့် PEO သည် PEO6-LiCIO4၊ PEO3-LiCIO4၊ PEO2-LiCIO4 နှင့် PEO-LiClO4 အပါအဝင် အမျိုးမျိုးသော ရှုပ်ထွေးမှုများကို ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ ၎င်းတို့အနက်၊ O:Li=10:1၊ PEO6-LiCIO4 သည် အရည်ပျော်မှတ် 50 ဒီဂရီဖြင့် PEO နှင့် eutectic အဖြစ် ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ အပူချိန် 160 ဒီဂရီသို့တိုးလာသောအခါ၊ ကြီးမားသော eutectic ကိုဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ အအေးခံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း၊ ကြီးမားသော eutectic သည် မတူညီသော spheulites အမျိုးအစားသုံးမျိုးထုတ်လုပ်ပေးလိမ့်မည်- ပထမအမျိုးအစားသည် 120 ဒီဂရီအထက် အရည်ပျော်ပြီး ဆားပါဝင်မှုမြင့်မားသည်။ ဒုတိယအမျိုးအစားမှာ 45 မှ 60 ဒီဂရီကြား အရည်ပျော်ပြီး ဆားပါဝင်မှုနည်းပြီး ဖြည်းဖြည်းချင်းဖွဲ့စည်းသည်။ တတိယအမျိုးအစားမှာ အရင်းပိုလီမာထက် အနည်းငယ်နိမ့်ပြီး အရည်ပျော်မှတ်သည် ပိုမိုလျင်မြန်စွာ ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ သုတေသနနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ အကြံပြုထားသည်- ပထမအမျိုးအစား spherulite သည် PEO3-LiCIO4 ဖြစ်နိုင်သည်၊ ဒုတိယအမျိုးအစားသည် PEO-LiCIO4 နှင့် PEO3-LiCIO4 ရှုပ်ထွေးသော ပေါင်းစပ်မှုများ ဖြစ်နိုင်သည်။ တတိယအမျိုးအစားသည် PEO ကိုယ်တိုင်နှင့် သက်ဆိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ လီသီယမ်ဆားပါဝင်မှုနှင့် အပူကုသမှု လုပ်ငန်းစဉ် နှစ်ခုစလုံးသည် တည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။
ပိုလီမာ အီလက်ထရွန်းများသည် မက်ထရစ်အဖြစ် ပိုလီမာများကို အသုံးပြု၍ ပိုလီမာနှင့် သတ္တုဆားများကြားတွင် ရှုပ်ထွေးသော တုံ့ပြန်မှုများဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော မြင့်မားသော အိုင်ယွန်လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းရှိသော မြင့်မားသော အိုင်ယွန်စီးကူးနိုင်သော ပိုလီမာပစ္စည်းများ၏ အမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပေါ်လီမာမက်ထရစ်ပေါ်မူတည်၍ ဘုံပိုလီမာအီလက်ထရွန်းများသည် PEO-အခြေခံပိုလီမာအီလက်ထရိုလစ်များ၊ PVDE-အခြေခံပိုလီမာအီလက်ထရိုရိုက်များ၊ PMMA-အခြေခံပိုလီမာအီလက်ထရိုလစ်များနှင့် အခြားအရာများပါဝင်သည်။ inorganic solid-state electrolytes နှင့် မတူဘဲ၊ ပိုလီမာ အီလက်ထရောနစ်များသည် ပေါ့ပါးပြီး၊ ပျော့ပျောင်းပြီး တည်ငြိမ်သည်။ inorganic solid-state electrolytes ကဲ့သို့ပင်၊ ပေါ်လီမာအီလက်ထရွန်းများသည် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် အိုင်းယွန်းများကိုသာမက ဘက်ထရီပိုင်းခြားသည့်အရာများအဖြစ်လည်း လုပ်ဆောင်ပါသည်။ Polymer electrolytes သည် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါအားသာချက်များရှိသည်။
လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် လီသီယမ် ဒန်းဒရိုက်ပြဿနာကို ထိရောက်စွာဖြေရှင်းနိုင်သည်
လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ပုံပျက်ခြင်းသို့ ကောင်းစွာလိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေနိုင်သည်
၎င်းသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများရှိ electrolyte နှင့် electrode ပစ္စည်းများအကြား ဓာတုတုံ့ပြန်မှုကို လျှော့ချနိုင်သည် သို့မဟုတ် ဖယ်ရှားပစ်နိုင်သည်
၎င်းသည် မြင့်မားသော ဘေးကင်းမှု စွမ်းဆောင်ရည်ရှိသည်။
မတူညီသော လီသီယမ်ဆားများ (LBF4၊ LIPF6၊ LiCFSO4 နှင့် LiASF6 အပါအဝင်) နှင့် PEO ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော လစ်သီယမ်ဆားများသည် အခြေခံအားဖြင့် LiCIO4 ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော ရှုပ်ထွေးမှုများနှင့် တူညီသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ လီသီယမ်ဆားအမျိုးအစားသည် PEO ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော ရှုပ်ထွေးသောအမျိုးအစားအပေါ် တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုမရှိပါ။ အထူးသဖြင့်၊ LiBF သည် PEO နှင့် ရှုပ်ထွေးမှုနှစ်ခုကို ဖွဲ့နိုင်သည်- PEO4-LIBF နှင့် PEO,S-LiBF။ O/Li အချိုးသည် 16 နှင့် 20 အကြားတွင်၊ PEO2.5-LIBF4 သည် PEO နှင့် eutectic အဖြစ်ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ LPF6 သည် PEO: PEO6-LiPF6 နှင့် PEO:-LiPF6 နှင့် ရှုပ်ထွေးသော နှစ်ခုကိုလည်း ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ LiASF6 ဖြင့် PEO ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော ရှုပ်ထွေးမှုနှစ်ခုသည် LiPF6 နှင့်ဆင်တူသော်လည်း အရည်ပျော်မှတ်များ မြင့်မားသည်။ ကြီးမားသော anion လီသီယမ်ဆားများသည် PEO နှင့် ရှုပ်ထွေးမှုများကိုလည်း ဖွဲ့စည်းနိုင်သော်လည်း kinetics သည် များစွာနှေးကွေးပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ဖိအားသည် crystal ကြီးထွားမှုကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ပိုမိုမြင့်မားသောဖိအားသည် spherulite ကြီးထွားမှုကိုအားပေးသည်၊ amorphous ဒေသကိုလျော့နည်းစေပြီး၊ လိုက်သီယမ်-အိုင်းယွန်းစီးကူးနိုင်စွမ်းကို လျော့နည်းစေသည်။