Paşî

Di sala 1800 de, fîzîknasê Italiantalî A. Volta pileya voltaîk ava kir, ku destpêka bataryayên pratîkî vekir û yekem car girîngiya elektrolîtê di alavên hilanîna enerjiya elektrokîmyayî de diyar kir. Elektrolît dikare wekî pêvekek elektronîkî ya îzoleker û îyon-rêvebir di forma şil an hişk de were dîtin, ku di navbera elektrodên neyînî û erênî de tê danîn. Heya nuha, elektrolîta herî pêşkeftî bi helandina xwêya lîtiumê ya zexm (mînak LiPF6) di helweşa karbonat a organîk a ne-avî (mînak EC û DMC) tê çêkirin. Li gorî form û sêwirana hucreya giştî, elektrolît bi gelemperî ji% 8 heta 15% ji giraniya hucreyê digire. Çi'Zêdetir, şewatbûna wê û germahiya xebitandina çêtirîn -10°C heta 60°C pir zêde pêşkeftina dendika enerjiya baterî û ewlehiyê asteng dike. Ji ber vê yekê, formûlasyonên elektrolîtê yên nûjen ji bo pêşkeftina nifşa paşîn a bataryayên nû wekî çalakkerek sereke têne hesibandin.

Lêkolîner her weha dixebitin ku pergalên cûda yên elektrolîtê pêşve bibin. Mînakî, karanîna çareserkerên florînkirî ku dikarin bisiklêdana metala lîtiumê ya bikêrhatî, elektrolîtên hişk ên organîk an neorganîkî yên ku ji pîşesaziya wesayîtan re sûd werdigirin û "bataryayên dewleta zexm" (SSB) bi dest bixin. Sedema bingehîn ev e ku heke elektrolîta zexm li şûna elektrolîta şilavê ya orjînal û diafragma bigire, ewlehî, tîrêjiya enerjiya yekane û jiyana pîlê dikare bi girîngî were çêtir kirin. Dûv re, em bi giranî pêşkeftina lêkolînê ya elektrolîtên hişk ên bi materyalên cihêreng kurt dikin.

Elektrolîtên hişk ên neorganîk

Elektrolîtên zexm ên neorganîkî di amûrên hilanîna enerjiya elektrokîmyayî ya bazirganî de, wekî hin bataryayên guhezbar ên bi germahiya bilind Na-S, bataryayên Na-NiCl2 û bataryayên seretayî Li-I2 hatine bikar anîn. Di sala 2019-an de, Hitachi Zosen (Japonya) bataryayek 140 mAh ya ku li fezayê tê bikar anîn û li Stasyona Fezayê ya Navneteweyî (ISS) tê ceribandin, nîşan da. Ev pîlê ji elektrolîtek sulfîd û pêkhateyên din ên nenas pêk tê, ku di navbera -40 de kar dike.°C û 100°C. Di sala 2021-an de pargîdanî 1,000 mAh bataryayek zexm a kapasîteya bilindtir destnîşan dike. Hitachi Zosen ji bo hawîrdorên dijwar ên wekî cîh û alavên pîşesaziyê ku di hawîrdorek tîpîk de dixebitin hewcedariya bataryayên zexm dibîne. Pargîdanî plan dike ku heya 2025-an kapasîteya pîlê du qat bike. Lê heya nuha, hilberek pîlê ya hemî hişk a ku di nav wesayîtên elektrîkî de were bikar anîn tune ye.

Elektrolîtên organîk ên nîv hişk û hişk

Di kategoriya elektrolîta zexm a organîk de, Bolloré ya Fransa bi serfirazî elektrolîtek PVDF-HFP-yek gêl û elektrolîtek PEO-yek celeb-gelek bazirganî kir. Pargîdanî her weha bernameyên pîlot ên parvekirina gerîdeyê li Amerîkaya Bakur, Ewropa û Asyayê da destpêkirin da ku vê teknolojiya baterî li wesayîtên elektrîkî bicîh bîne, lê ev bataryaya polîmer ti carî bi berfirehî di otomobîlên rêwiyan de nehatiye pejirandin. Yek faktorek ku beşdarî pejirandina wan a bazirganî ya belengaz dibe ev e ku ew tenê dikarin di germahiyên nisbeten bilind de werin bikar anîn (50°C heta 80°C) û rêzikên voltaja kêm. Ev batarya niha di wesayîtên bazirganî de, wekî hin otobusên bajêr, têne bikaranîn. Di germahiya odeyê de (ango derdora 25°C).

Kategoriya semislid elektrolîtên pir vîskoz dihewîne, wek têkelên xwê-solvan, çareseriya elektrolîtê ya ku xwedan hûrbûna xwê ya ji standard 1 mol/L bilindtir e, bi giranî an xalên têrbûnê bi qasî 4 mol/L. Xemgîniyek bi tevliheviyên elektrolîtê yên konsantrekirî naveroka nisbeten zêde ya xwêyên florînkirî ye, ku di heman demê de pirsa naveroka lîtium û bandora jîngehê ya elektrolîtên weha jî derdixe holê. Ev e ji ber ku bazirganîkirina hilberek gihîştî analîzek çerxa jiyanê ya berfireh hewce dike. Û madeyên xav ji bo elektrolîtên nîv-zelal ên amadekirî jî pêdivî ye ku sade û bi hêsanî peyda bibin da ku bi hêsanî di nav wesayitên elektrîkê de bêne yek kirin.

Elektrolîtên hîbrîd

Elektrolîtên hîbrîd, ku wekî elektrolîtên tevlihev jî têne zanîn, dikarin li ser bingeha elektrolîtên hîbrîdê yên helawkerê avî/organîk an jî bi lêzêdekirina çareseriyek elektrolît a şil a ne-avî li elektrolîtek zexm, bêne guheztin, li ber çavan hilberandin û mezinbûna elektrolîtên zexm û hewcedariyên ji bo teknolojiyek stûnê. Lêbelê, elektrolîtên weha yên hîbrîd hîn jî di qonaxa lêkolînê de ne û mînakên bazirganî tune.

Fikrên ji bo pêşkeftina bazirganî ya elektrolîtan

Feydeyên herî mezin ên elektrolîtên zexm ewlekariya bilind û jiyana çerxa dirêj in, lê dema ku elektrolîtên şil an hişk ên alternatîf têne nirxandin divê xalên jêrîn bi baldarî bêne hesibandin:

• Pêvajoya çêkirinê û sêwirana pergalê ya elektrolîta zexm. Pîlên pîvana laboratîfê bi gelemperî ji pariyên elektrolît ên zexm ên bi çend sed mîkron qalind pêk tên, ku li aliyekî elektrodê hatine pêçan. Van şaneyên hişk ên piçûk ne nûnerê performansa ku ji bo şaneyên mezin (10 heta 100Ah) hewce ne, ji ber ku kapasîteya 10 ~ 100Ah kêmtirîn taybetmendiya ku ji bo bataryayên hêza heyî hewce dike ye.
• Elektrolîta hişk jî şûna rola diafragmê digire. Ji ber ku giranî û qalindiya wê ji diaphragma PP/PE mezintir e, divê ew were guheztin da ku bigihîje dendika giraniyê.≥350Wh/kgû dendika enerjiyê≥900Wh/L ji bo ku bazirganiya wê asteng neke.

Pîl her dem heya derece xeterek ewlehiyê ye. Elektrolîtên hişk, her çend ew ji şilavan ewletir e jî, ne hewce ye ku neşewitîne. Hin polîmer û elektrolîtên înorganîk dikarin bi oksîjenê an avê re reaksiyonê bikin, germ û gazên jehrîn hilberînin ku ev jî xetereya agir û teqînê ye. Ji bilî hucreyên yekane, plastîk, kase û materyalên pakkirinê dikarin bibin sedema şewitandina bêkontrol. Ji ber vê yekê di dawiyê de, ceribandinek ewlehiyê ya tevde, asta pergalê hewce ye.