လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ အီလက်ထရီ၏ အဓိပ္ပါယ်။

◆Aqueous electrolytes ဆိုတာ ဘာလဲ။

◆Solid Electrolytes မိတ်ဆက်

Electrolyte ၏ မရှိမဖြစ် အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများ၊ ဘက်ထရီ၏ အားသွင်းမှု-ထွက်သည့် စက်ဝန်းများတွင် အရေးကြီးသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။

၎င်းသည် လီသီယမ်အိုင်းယွန်းများ၏ ထိရောက်သောပို့ဆောင်မှုနှင့် လျှပ်စီးကြောင်းစီးဆင်းမှုအတွက်သာ တာဝန်ရှိသည်သာမက အပြုသဘောနှင့်အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းကြားမှ တိုက်ရိုက်အီလက်ထရွန်စီးဆင်းမှုကို ထိထိရောက်ရောက်တားဆီးရန် အီလက်ထရွန်နစ်လျှပ်ကာဂုဏ်သတ္တိများပါရှိသည်။ ပုံဆောင်သဘောအရပြောရလျှင် အီလက်ထရွန်းသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီအတွင်းရှိ "သွေး" နှင့်တူပြီး အပြုသဘောနှင့်အနှုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းကြားတွင် ချိတ်ဆက်မှုကို သေချာစေပြီး အားသွင်းမှုတစ်ခုလုံး၏ချောမွေ့တိုးတက်မှု-ထုတ်လွှတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို အာမခံပါသည်။

လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီအတွက် စံပြအီလက်ထရွန်းတစ်ခုသည် အောက်ပါလိုအပ်ချက်ငါးခုနှင့် ကိုက်ညီသင့်သည်-

-ဘက်ထရီစွမ်းအင်သိပ်သည်းဆနှင့် ပါဝါသိပ်သည်းဆအတွက် လိုအပ်ချက်များ တိုးလာနေသည်နှင့်အမျှ ဘက်ထရီနည်းပညာသည် လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာပြီး လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများသည် ကြီးမားသောတိုးတက်မှုကို ရရှိစေပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ အီလက်ထရွန်းနစ်စနစ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် နောက်ကျကျန်ခဲ့သည်။ လောလောဆယ်တွင်၊ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ အီလက်ထရီ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို အမျိုးအစားသုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- Non-aqueous solvent electrolytes၊ aqueous electrolytes နှင့် solid-state electrolytes။

မဟုတ်သော-အရည်ပျော်ပျော်ဝင်လျှပ်စစ်ဓာတ်

 

မရှိသော-လီသီယမ်ရှိ ရေတွင်ပျော်ဝင်နိုင်သော အီလက်ထရွန်းများ-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများသည် ရေမပါဝင်သည့် အီလက်ထရွန်းနစ်စနစ်များကို ရည်ညွှန်းသည်၊ အဓိကအားဖြင့် ဆားများ၊ ပျော်ဝင်မှုများ (များသောအားဖြင့် လီသီယမ်ဆားများ) နှင့် ပေါင်းထည့်သောပစ္စည်းများပါဝင်သည်။ ဤ-ရေမဟုတ်သော ပျော်ရည်များသည် အများအားဖြင့် ရေတွင်ရှိသော ပျော်ရည်များထက်၊ ယေဘုယျအားဖြင့် အော်ဂဲနစ်ပျော်ရည်များဖြစ်ကြပြီး ရေ၏လျှပ်ကူးပစ္စည်း သို့မဟုတ် လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် ဆိုးရွားသောတုံ့ပြန်မှုများကို ရှောင်ရှားရန်။ လီသီယမ်ဆားများသည် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးအတွက် အဓိကသယ်ဆောင်သူများဖြစ်ပြီး၊ ပျော်ဝင်ခြင်း၊ ကွဲကွာခြင်းနှင့် လီသီယမ်ဆားများအတွက် ပံ့ပိုးပေးခြင်းနှင့် ပေါင်းထည့်ပစ္စည်းများသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ လျှပ်စစ်ဓာတုစွမ်းဆောင်ရည် သို့မဟုတ် ဘေးကင်းမှုကို မြှင့်တင်ရန် အဓိကလုပ်ဆောင်သည်။

စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော အီလက်ထရွန်းများ (ဆိုလိုသည်မှာ အရည်အီလက်ထရွန်းများ)-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် အသုံးပြုသော လစ်သီယမ်ဆားတစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော အော်ဂဲနစ်ပျော်ဝင်မှုများတွင် ပျော်ဝင်နေသော လီသီယမ်ဆားများဖြင့် အဓိကဖွဲ့စည်းထားပါသည်။ Solvent တစ်ခုတည်းဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော electrolytes များသည် အလွန်ရှားပါးသည်။ ပျော်ရည်အများအပြားကို အသုံးပြုရခြင်း၏ အကြောင်းရင်းမှာ အစစ်အမှန်{4}}ကမ္ဘာ့ဘက်ထရီများသည် ဆားဗိုလ်တစ်မျိုးတည်းကိုအသုံးပြု၍ ဖြည့်ဆည်းရန်ခက်ခဲသည့် ကွဲပြားခြားနားသော၊ ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်သည့်တိုင် လိုအပ်ချက်များရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ electrolytes သည် dielectric constant မြင့်မားသော်လည်း fluidity မြင့်မားရန်လိုအပ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ မတူညီသော ရူပဗေဒဂုဏ်သတ္တိရှိသော ပျော်ရည်များကို ပေါင်းစပ်အသုံးပြုကြပြီး မတူညီသောဝိသေသလက္ခဏာများကို တစ်ပြိုင်နက်ပြသကြသည်။ ထို့အပြင်၊ လီသီယမ်ဆားများကို ယေဘုယျအားဖြင့် လီသီယမ်ဆားရွေးချယ်မှုမှာ အကန့်အသတ်ရှိသောကြောင့် ယေဘုယျအားဖြင့် လီသီယမ်ဆားများကို တပြိုင်နက်တည်း အသုံးမပြုဘဲ ၎င်းတို့၏ အားသာချက်များကို အလွယ်တကူ ပေါ်လွင်ခြင်းမရှိပေ။

စံပြအော်ဂဲနစ်ပျော်ရည်များသည် အောက်ပါအဓိကဂုဏ်သတ္တိများ ပိုင်ဆိုင်သင့်သည်- ပထမ၊ လီသီယမ်ဆားများကို ကောင်းစွာပျော်ဝင်စေရန်အတွက် ၎င်းတို့သည် မြင့်မားသော dielectric ကိန်းသေတစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။ ဒုတိယ၊ ၎င်းတို့သည် electrolyte ၏လည်ပတ်မှုအပူချိန်ကို ကျယ်ပြန့်စေရန်အတွက် ၎င်းတို့တွင် အနိမ့်အရည်ပျော်မှတ်နှင့် မြင့်မားသောဆူမှတ်ရှိသင့်သည်။ တတိယ၊ ပျစ်ဆိမ့်နည်းသည် ကြားခံအတွင်း လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်းများ ထိရောက်စွာ ရွှေ့ပြောင်းမှုကို မြှင့်တင်ရန် ကူညီပေးသည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ ဤပျော်ရည်များသည် စျေးမကြီးဘဲ အဆိပ်သင့်မှုနည်းသင့်သည် (အထူးသဖြင့် -အဆိပ်မရှိသော)။ ကာဗွန်နိတ်ဒြပ်ပေါင်းများသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီလုပ်ငန်းတွင် အစောဆုံးနှင့် အသုံးအများဆုံး သြဂဲနစ်အသုံးများသည့် ဓာတုပစ္စည်းများဖြစ်ပြီး ဘက်ထရီအီလက်ထရိုလစ်များ၏နယ်ပယ်တွင် အရေးပါသောအနေအထားကို သိမ်းပိုက်ထားသည်။

လက်ရှိတွင်၊ ဤပျော်ရည်အမျိုးအစားသည် အဓိကအားဖြင့် တည်ဆောက်ပုံပုံစံနှစ်မျိုးဖြစ်သည်- စက်ဘီးစီးခြင်းနှင့် ကွင်းဆက်ဖြစ်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါဇယားသည် အသုံးများသောမဟုတ်သော -ရေပျော်ရည်များ၊ အီလက်ထရောနစ်များနှင့် အော်ဂဲနစ်ပျော်ဝင်ပစ္စည်းများ၏ သက်ဆိုင်ရာ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဘောင်များကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားသည်။

လက်ရှိတွင်၊ အယ်ကိုင်းလ်ကာဗွန်နိတ်အရည်ပျော်ရည်များကို အီလက်ထရွန်းနစ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။ ဤအပျော်ရည်များသည် ဓာတ်တိုးမှုကို ကောင်းစွာခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ဗို့အားမြင့်သောအခြေအနေများတွင် တည်ငြိမ်မှုကိုပြသသည်။ Ethylene carbonate နှင့် propylene carbonate ကဲ့သို့သော ဆိုက်ကလစ် ကာဗွန်နိတ်များသည် ၎င်းတို့၏ မြင့်မားသော dielectric ကိန်းသေများအတွက် လူသိများပြီး ၎င်းတို့သည် လီသီယမ်ဆားများကို ပိုမိုထိရောက်စွာ ပျော်ဝင်နိုင်သည်ဟု ဆိုလိုသည်။ သို့သော်၊ အားကောင်းသည့် စပ်ကြားမော်လီကျူး အင်အားစုများကြောင့်၊ အဆိုပါ ပျော်ရည်များသည် မြင့်မားသော viscosity ရှိပြီး ၎င်းတို့အတွင်းရှိ လီသီယမ်အိုင်းယွန်းများ၏ ရွေ့လျားမှုကို နှေးကွေးစေပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ ကွင်းဆက်ကာဗွန်နိတ်များဖြစ်သည့် dimethyl carbonate နှင့် diethyl carbonate တို့သည် viscosity နည်းပါးသော်လည်း၊ လစ်သီယမ်ဆားများအတွက် ပျော်ဝင်မှုအတော်လေးနည်းပါးသော dielectric constants များလည်းရှိသည်။ ထို့ကြောင့်၊ သာလွန်ကောင်းမွန်သော အိုင်ယွန်လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းရှိသော ဖြေရှင်းချက်စနစ်များကို ပြင်ဆင်ရန်အတွက်၊ PC+DEC သို့မဟုတ် EC+DMC ပေါင်းစပ်မှုများကဲ့သို့ ကွဲပြားသောပျော်ရည်များကို မကြာခဏ ရောစပ်ထားသည်။ လစ်သီယမ်ဆားများသည် အီလက်ထရိတွင် လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်း၏ရင်းမြစ်အဖြစ်၊ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးတွင် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများကို အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ ၎င်းတို့၏စွမ်းဆောင်ရည်သည် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ၊ ပါဝါသိပ်သည်းဆ၊ လည်ပတ်မှုဗို့အားအကွာအဝေး၊ စက်ဝိုင်းဘဝနှင့် ဘေးကင်းမှုအပါအဝင် လစ်သီယမ်{10}}အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ ကဏ္ဍများစွာကို တိုက်ရိုက်အကျိုးသက်ရောက်သည်။ လက်ရှိတွင်၊ ဓာတ်ခွဲခန်းသုတေသနနှင့်စက်မှုလက်တွေ့တွင်၊ ကြီးမားသော anionic radii နှင့် redox တည်ငြိမ်မှုမြင့်မားသော လီသီယမ်ဆားများကို ပုံမှန်အားဖြင့် ရွေးချယ်ထားသည်။ ၎င်းတို့၏ ဓာတုဗေဒ ပါဝင်မှုအပေါ် အခြေခံ၍ လီသီယမ်ဆားများကို အမျိုးအစား နှစ်မျိုး ခွဲခြားနိုင်သည်- အော်ဂဲနစ် လီသီယမ်ဆားများနှင့် အော်ဂဲနစ် လီသီယမ်ဆားများ။ LiPF6၊ LiClO4၊ LIBF နှင့် LIASF အပါအဝင် inorganic lithium ဆားအများအပြားကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ လီသီယမ်{17}}အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် အသုံးများသော အော်ဂဲနစ်လီသီယမ်ဆားများကို အီလက်ထရွန်ကို ပေါင်းထည့်ခြင်းဖြင့် ဖော်မြူလာပြုလုပ်သည်-လီသီယမ်ဒိုင်အောက်ဇလာတို{19}}borate (LiBOB), lithium difluorooxalato{20} lithium difluorooxalato{20}Lithium difluorooxalato{20}Lithium difluorooxalato{20}{20} difluorosulfonylimide (LiFSI) နှင့် lithium ditrifluoromethylsulfonylimide (LTFSI)။အောက်ပါဇယားသည် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် အသုံးများသော လီသီယမ်ဆားအများအပြား၏ သက်ဆိုင်ရာ ဓာတုဗေဒဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသထားသည်။

Additives များသည် တိကျသောလုပ်ဆောင်ချက်များရှိပြီး ဘက်ထရီ၏ လျှပ်စစ်ဓာတုဝိသေသလက္ခဏာများကို သိသာစွာ မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည့် ပြင်းအားနိမ့်သော (များသောအားဖြင့် 10% ထက် မပိုသော) electrolyte တွင် ပေါင်းထည့်ထားသော အရာများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့၏ လုပ်ဆောင်ချက်များအပေါ် အခြေခံ၍ အဆိုပါ ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများအား အမျိုးအစားများစွာဖြင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အမျိုးအစားခွဲနိုင်သည်- ဖလင်-ငွေပိုလျှံခြင်းကို တားဆီးရန် ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ ဖွဲ့စည်းခြင်း၊ မီးမလောင်စေရန် နှင့် ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ။ ထို့အပြင်၊ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းကို မြှင့်တင်ရန်၊ နိမ့်သော-အပူချိန်အခြေအနေများအောက်တွင် စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုကောင်းအောင်ပြုလုပ်ရန်၊ သို့မဟုတ် အီလက်ထရွန်းအရည်အတွက် HF ပါဝင်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန်၊ ခြေရာခံပမာဏနှင့် HF ပြင်းအားများကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် အသုံးပြုသည့် ပစ္စည်းများလည်း ရှိပါသည်။