Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khử hoạt tính của pin lithium-ion do nhiệt độ gây ra bằng cách sử dụng bề mặt nhạy cảm với nhiệt độ
Tóm tắt
Sự chạy nhiệt là một vấn đề lớn đối với việc thích nghi rộng rãi của pin lithium-ion. Để đạt được lưu trữ năng lượng an toàn và ổn định về nhiệt, nhiều phương pháp khác nhau đã được đề xuất để điều chỉnh các phản ứng điện hóa tỏa nhiệt ở nhiệt độ cao, tuy nhiên, những phương pháp này chỉ có thể được áp dụng trong các hệ thống nước hoặc không khả thi trong các tế bào có kích thước lớn. Trong giao tiếp này, chúng tôi chứng minh rằng một copolymer, poly(2-chloroethyl vinyl ether-alt-maleic anhydride), hay poly(CVE-MA), có sự chuyển pha kích hoạt nhiệt độ trong các dung môi hữu cơ ở nhiệt độ cao, có thể được sử dụng như một màng mỏng để ức chế hóa học di chuyển/gian lận lithium-ion tại giao diện điện cực/dung dịch điện phân. Một sự giảm điện áp lớn và giảm dung lượng đã được ghi nhận ở 80 °C do các trở ngại ở giao diện do sự chuyển pha và kết tủa poly(CVE-MA). Sự phát triển của các polymer nhạy cảm trong các dung môi hữu cơ có tiềm năng lớn cho sự an toàn nhiệt trong tương lai của pin lithium-ion.
Từ khóa
#pin lithium-ion #chạy nhiệt #polymer nhạy cảm #chuyển pha #dung môi hữu cơTài liệu tham khảo
Soloveichik GL (2011) Battery technologies for large-scale stationary energy storage. Annual review of chemical and biomolecular engineering 2:503–527
Zheng H, Chai L, Song X, Battaglia V (2012) Electrochemical cycling behavior of LiFePO4 cathode charged with different upper voltage limits. Electrochim Acta 62:256–262
Golubkov AW, Scheikl S, Planteu R, Voitic G, Wiltsche H, Stangl C et al (2015) Thermal runaway of commercial 18650 Li-ion batteries with LFP and NCA cathodes – impact of state of charge and overcharge. RSC Adv 5:57171–57186
Whittingham S (2017) The role of the materials scientist in battery safety. MRS Bull 42:413
Feng X, Ouyang M, Liu X, Lu L, Xia Y, He X (2018) Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: a review. Energy Storage Materials 10:246–267
Vetter J, Novák P, Wagner MR, Veit C, Möller K-C, Besenhard J et al (2005) Ageing mechanisms in lithium-ion batteries. J Power Sources 147:269–281
Jung YS, Cavanagh AS, Riley LA, Kang SH, Dillon AC, Groner MD et al (2010) Ultrathin direct atomic layer deposition on composite electrodes for highly durable and safe Li-ion batteries. Adv Mater 22:2172–2176
Ji W, Wang F, Liu D, Qian J, Cao Y, Chen Z et al (2016) Building thermally stable Li-ion batteries using a temperature-responsive cathode. J Mater Chem A 4:11239–11246
Yang H, Leow WR, Chen X (2018) Thermal-responsive polymers for enhancing safety of electrochemical storage devices. Adv Mater
Kelly JC, Gupta R, Roberts ME (2015) Responsive electrolytes that inhibit electrochemical energy conversion at elevated temperatures. J Mater Chem A 3:4026–4034
Kelly JC, Pepin M, Huber DL, Bunker BC, Roberts ME (2012) Reversible control of electrochemical properties using thermally-responsive polymer electrolytes. Adv Mater 24:886–889
Kelly JC, Degrood NL, Roberts ME (2015) Li-ion battery shut-off at high temperature caused by polymer phase separation in responsive electrolytes. Chem Commun 51:5448–5451
Jiang H, Emmett RK, Roberts ME (2019) Building thermally stable supercapacitors using temperature-responsive separators. J Appl Electrochem:1–10
Fuller J, Carlin RT, Osteryoung RA (1997) The room temperature ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate: electrochemical couples and physical properties. J Electrochem Soc 144:3881–3886
Liu Z, Guo Y, Inomata K (2011) LCST-type phase behavior of poly(2-chloroethyl vinyl ether-alt-maleic anhydride) in n-butyl acetate. Polym J 43:676