Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom worden ionische vloeistoffen in batterijen gebruikt, maar verbindingen niet?

Het is niet helemaal juist om te zeggen dat ionische vloeistoffen in batterijen worden gebruikt, maar verbindingen niet. Zowel ionische vloeistoffen als traditionele verbindingen spelen een belangrijke rol in de batterijtechnologie. Ionische vloeistoffen bieden echter verschillende voordelen ten opzichte van traditionele elektrolyten, wat leidt tot hun toegenomen gebruik in specifieke batterijtoepassingen.

Hier is een uitsplitsing:

Traditionele elektrolyten:

* meestal gebaseerd op organische oplosmiddelen: Deze oplosmiddelen zijn ontvlambaar, vluchtig en kunnen ontleden bij hoge temperaturen, waardoor veiligheidsrisico's worden gevoerd.

* beperkt bedieningsvenster: Traditionele elektrolyten hebben smalle elektrochemische ramen, waardoor de spanning wordt beperkt die op de batterij kan worden aangebracht.

* Slechte ionische geleidbaarheid: De ionische geleidbaarheid van traditionele elektrolyten is vaak laag, waardoor de batterijprestaties worden beperkt.

ionische vloeistoffen:

* NIET-VIMBAAR EN NIET VOLATILE: Ionische vloeistoffen zijn zouten die bij kamertemperatuur in een vloeibare toestand bestaan. Ze zijn over het algemeen niet-ontspannend en niet-vluchtig en verbeteren de veiligheid van de batterij.

* breed elektrochemisch venster: Ionische vloeistoffen kunnen hogere spanningen weerstaan ​​dan traditionele elektrolyten, waardoor hogere energiedichtheidsbatterijen mogelijk zijn.

* Hoge ionische geleidbaarheid: Ionische vloeistoffen vertonen vaak een hoge ionische geleidbaarheid, wat leidt tot snellere laad- en ontlaadingspercentages.

* Tailerable Properties: De chemische structuur van ionische vloeistoffen kan worden aangepast om hun eigenschappen te verfijnen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende batterijchemie.

Hoe ionische vloeistoffen worden gebruikt in batterijen:

* elektrolyt: Ionische vloeistoffen kunnen traditionele organische oplosmiddelen in batterij -elektrolyten vervangen.

* Elektrode -materialen: Ionische vloeistoffen kunnen worden opgenomen in elektrodematerialen om hun prestaties te verbeteren, zoals het vergroten van hun geleidbaarheid of stabiliteit.

Uitdagingen van het gebruik van ionische vloeistoffen:

* Hoge kosten: Ionische vloeistoffen zijn over het algemeen duurder om te produceren dan traditionele elektrolyten.

* viscositeit: Ionische vloeistoffen kunnen zeer viskeus zijn, wat hun prestaties in sommige batterijtoepassingen kan belemmeren.

* Beperkte beschikbaarheid: De ontwikkeling en productie van ionische vloeistoffen bevinden zich nog in een vroeg stadium.

Conclusie:

Hoewel traditionele verbindingen nog steeds een cruciale rol spelen in de batterijtechnologie, bieden ionische vloeistoffen verschillende voordelen die ze geschikt maken voor specifieke toepassingen waar veiligheid, hoge prestaties en brede operationele ramen cruciaal zijn. De toekomst van batterijtechnologie omvat waarschijnlijk een combinatie van zowel traditionele verbindingen als ionische vloeistoffen, die elk een unieke rol spelen bij het bereiken van optimale batterijprestaties.