الثبات الحراري لإلكتروليت بطارية الليثيوم أيون

بطاريات أيونات الليثيوم هي الآن عنصر ثابت للاستخدام اليومي سواء كنا على دراية بها أم لا. يمكن العثور عليها لتشغيل هواتفنا المحمولة (الهواتف المحمولة) وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى العناصر الأكبر مثل السيارات الكهربائية والطائرات. كثيراً ما نسمع قصصاً سلبية عن الحوادث المؤسفة التي تحدث معها مثل اشتعال البطاريات. أحد المكونات الموجودة في بطارية أيونات الليثيوم المسؤولة عادةً عن هذه الآثار الضارة هو الإلكتروليت.

تجريبي

في الدراسة التالية، أُجريت العديد من التجارب عن طريق تحليل TGA وDSC وتحليل الغاز المتطور لفحص إلكتروليت شائع الاستخدام (1.0 ميلي مولار من _LiPF6 في EC/DEC=50/50 (v/v) تم الحصول عليه من Sigma-Aldrich) عن طريق تعريضه للجو المحيط (_{N2،O2،H2O،}H2O، _CO2، إلخ).تم تحضير العينات في كيس قفازات مطهر بالأرجون باستخدام ما يقرب من 8 إلى 10 ملجم من محلول الإلكتروليت الذي تم وضعه في بوتقات ألومنيوم سعة 40 ميكرولترًا تم إغلاقها بأغطية بوتقة من الألومنيوم مزودة بفتحة مثقوبة بالليزر بمقدار 50 ميكرومتر للسماح للغازات بالتنفيس. تم تحميل العينات وقياسها باستخدام جهاز NETZSCH STA 449 F1 Jupiter^® المقترن بجهاز QMS 403 Aëolos^®باستخدام معدل تسخين 5 درجات ^{مئوية/الدقيقة}والأرجون كغاز تطهير. تم إجراء قياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي (DSC) لرصد التغيرات في تركيبة الإلكتروليت. تم استخدام التحليل الحراري الثيرموغرافي، لقياس الثبات الحراري ودرجات حرارة التحلل، بينما حدد تحليل الغاز المتطور (EGA) عبر مطياف الكتلة (MS) النواتج المنطلقة.

الخاتمة

تُعد إلكتروليتات بطاريات أيونات الليثيوم من المواد المعروفة بحساسيتها للتعرض للغازات الجوية المحيطة. كما هو موضح، يمكن استخدام أجهزة تحليل الغازات الحرارية والمتطورة للتحقق من خاصية هذه المواد التي يمكن أن تعرض وظائف المنتج وسلامته للخطر في نهاية المطاف. المذكرة التطبيقية الكاملة متاحة هنا!