Ciekłe elektrolity do ogniw litowych i litowo-jonowych

Świderska-Mocek, A.; Rudnicka, E.

doi:dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.433

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Ciekłe elektrolity do ogniw litowych i litowo-jonowych

Autorzy

Świderska-Mocek A. , Rudnicka E.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

przemchem.pl

Identyfikatory

DOI

dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.433

Warianty tytułu

Liquid electrolytes for lithium and lithium-ion batteries

Języki publikacji

Abstrakty

Przedstawiono ciekłe elektrolity stosowane w ogniwach litowych i litowo-jonowych. Omówiono rodzaje i właściwości soli litu, z uwzględnieniem zastosowania nowych soli, takich jak LiPF₃(C₂F₅)₃ (LiFAP), LiN(SO₂F)₂ (LiFSI) oraz bis(szczawiano)boran litu (LiBOB). Przedstawiono możliwość zastąpienia klasycznych rozpuszczalników organicznych (głównie liniowych i cyklicznych węglanów) cieczami jonowymi (IL) zapewniającymi niepalność i nielotność powstałych układów. Podkreślono rolę dodatków do elektrolitu, których obecność umożliwia tworzenie lub poprawę właściwości warstwy pasywacyjnej, co prowadzi do redukcji nieodwracalnej pojemności i wydłuża czas życia ogniw.

A review, with 126 refs., of org. solvents, Li salts, ionic liqs. and additives used in Li and Li-ion batteries.

Słowa kluczowe

elektrolity ogniwo litowe ogniwo litowo-jonowe lit sole litu

electrolytes lithium battery lithium-ion battery lithium lithium salts

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Przemysł Chemiczny

Rocznik

2014

Tom

T. 93, nr 4

Strony

433--437

Opis fizyczny

Bibliogr. 126 poz.

Twórcy

autor

Świderska-Mocek A.

agnieszka.swiderska-mocek@put.poznan.pl

Wydział Technologii Chemicznej , Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań

autor

Rudnicka E.

Politechnika Poznańska

Bibliografia

1. W.A. Van Schalkwijk, B. Scrosati, Advances in lithium-ion batteries, Kluwer Academic Publishers, 2002.
2. M. Wakihara, O. Yamamoto, Lithium ion batteries, Wiley-VCH, 1998.
3. S.S. Zhang, J. Power Sour. 2006, 162, 1379.
4. D. Aurbach, M.L. Daroux, P.W. Faguy, E. Yeager, J. Electrochem. Soc. 1987, 134, 1611.
5. V. Eshkenazi, E. Peled, L. Burstein, D. Golodnitsky, Solid State Ionics 2004, 170, 83.
6. K. Edstrom, M. Herstedt, D.P. Abraham, J. Power Sour. 2006, 153, 380.
7. T. Zheng, A.S. Gozdz, G.G. Amatucci, J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 4014.
8. A. Du Pasquier, F. Disma, T. Bowmer, A.S. Gozdz, G. Amatucci, J.M. Tarascon, J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 472.
9. D. Linden, T.B. Reddy, Handbook of batteries, McGraw-Hill, 2004.
10. C.A. Vincent, B. Scrosati, Modern batteries, J.W. Arrowsmith Ltd, Bristol, 1997.
11. R.D. Raul, S.B. Brummer, Electrochim. Acta 1977, 22, 75.
12. R. Selim, P. Bro, J. Electrochem. Soc. 1974, 121, 1457.
13. V.R. Koch, J.L. Goldman, C.J. Mattos, M. Mulvaney, J. Electrochem. Soc. 1982, 129, 1.
14. K.M. Abraham, J.L. Goldman, D.L. Natwig, J. Electrochem. Soc. 1982, 129, 2404.
15. G. Pistoia, M. De Rossi, B. Scrosati, J. Electrochem. Soc. 1970, 117, 500.
16. S. Megahed, B. Scrosati, J. Power Sour. 1994, 51, 79.
17. W. Xu, X. Chen, F. Ding, J. Xiao, D. Wang, A. Pan, J. Zheng, X.-S. Li, A.B. Padmaperuma, J.-G. Zhang, J. Power Sour. 2012, 213, 304.
18. M. Dahbi, D. Violleau, F. Ghamouss, J. Jacquemin, F. Tran-Van, D. Lemordant, M. Anouti, Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 5240.
19. S.-P. Kim, A.C.T. van Diun, V.B. Shenoy, J. Power Sour. 2011, 196, 8590.
20. S. Kinoshita, M. Kotato, Y. Sakata, M. Ue, Y. Watanabe, H. Morimoto, S. Tobishima, J. Power Sour. 2008, 183, 755.
21. B.T. Yu, W.H. Qiu, F.S. Li, L. Cheng, J. Power Sour. 2006, 158, 1373.
22. G.H. Wrodnigg, J.O. Bensenhard, M. Winter, J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 470.
23. G.H. Wrodnigg, T.M. Wrodnigg, M. Tanja, J.O. Bensenhard, M. Winter, Electrochem. Commun. 1999, 1, 148.
24. G.H. Wrodnigg, J.O. Bensenhard, M. Winter, J. Power Sour. 2001, 97-98, 592.
25. P.G. Balakrishnan, R. Ramesh, T. Prem Kumar, J. Power Sour. 2006, 155, 401.
26. D. Aurbach, J. Power Sour. 2005, 146, 71.
27. J.M. Tarascon, D. Guyomard, Solid State Ionics 1994, 69, 293.
28. D. Aurbach, A. Zaban, A. Schecheter, Y. Ein-Eli, E. Zinigrad, B. Markovsky, J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 2873.
29. R. Jasinski, S. Carroll, J. Electrochem. Soc. 1970, 117, 218.
30. K.M. Abraham, J.L. Goldman, D.L. Natwig, J. Electrochem. Soc. 1982, 129, 2404.
31. F.W. Dampier, J. Electrochem. Soc. 1981, 128, 2501.
32. K. Takata, M. Morita, Y. Matsuda, J. Electrochem. Soc. 1985, 132, 126.
33. S.S. Zhang, K. Xu, T.R. Jow, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A586.
34. S.S. Zhang, K. Xu, T.R. Jow, Solid State Ionics 2003, 158, 375.
35. A. Webber, J. Electrochem. Soc. 1991, 138, 2586.
36. M. Ishikawa, M. Morita, M. Asao, Y. Matsuda, J. Electrochem. Soc. 1994, 141, 1105.
37. M. Ue, M. Takeda, M. Takehara, S. Mori, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 2684.
38. K. Xu, N.D. Day, C.A. Angell, J. Electrochem. Soc. 1996, 143, L209.
39. X. Wang, E. Yasukawa, S. Kasuya, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 2421.
40. S. Sylla, J.Y. Sanchez, M. Armand, Electrochim. Acta 1992, 37, 1699.
41. Q. Wang, P. Pechy, S.M. Zakeeruddin, I. Exnar, M. Gratzel, J. Power Sour. 2005, 146, 813.
42. L.A. Dominey, V.R. Koch, T. Blakley, Electrochim. Acta 1992, 37, 1551.
43. J. Foropoulos, D.D. Des Marteau, Inorg. Chem. 1984, 23, 3720.
44. K. Kanamura, W. Hoshikawa, T. Umegaki, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, 339.
45. D. Di Censo, I. Exnar, M. Graetzel, Electrochem. Commun. 2005, 7, 1000.
46. H. Yang, K. Kwon, T.M. Devine, J.W. Evans, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 4399.
47. S.E. Sloop, J.K. Pugh, S. Wang, J.B. Kerr, K. Kinoshita, Electrochem. Solid-State Lett. 2001, 4, A42.
48. E. Zinigrad, L. Larush-Asraf, J.S. Gnanaraj, M. Sprecher, D. Aurbach, Thermochim. Acta 2005, 438, 184.
49. D. Aurbach, K. Gamolsky, B. Markovsky, G. Salitra, Y. Gofer, J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 1322.
50. J.M. Tarascon, D. Guyomard, Solid State Ionics 1994, 69, 293.
51. M. Ue, A. Murakami, S. Nakamura, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A1572.
52. W.K. Behl, E.J. Plichta, J. Power Sour. 1998, 72, 132.
53. W.K. Behl, E.J. Plichta, J. Power Sour. 2000, 88, 192.
54. M. Schmidt, U. Heider, A. Kuehner, R. Oesten, M. Jungnitz, N. Ignatev, P. Sartori, J. Power Sour. 2001, 97-98, 557.
55. R. Oesten, U. Heider, M. Schmidt, Solid State Ionics 2002, 148, 391.
56. J.S. Gnanaraj, M.D. Levi, Y. Gofer, D. Aurbach, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, 445.
57. H.-B. Han, S.-S. Zhou, D.-J. Zhang, S.-W. Feng, L.-F. Li, K. Liu, W.-F. Feng, J. Nie, H. Li, X.-J. Huang, M. Armand, Z.-B. Zhou, J. Power Sour. 2011, 196, 3623.
58. L. Li, S. Zhou, H. Han, H. Li, J. Nie, M. Armand, Z. Zhou, X. Huang, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A74.
59. A. Abouimrane, J. Ding, I.J. Davidson, J. Power Sour. 2009, 189, 693.
60. E. Cho, J. Mun, O.B. Chae, O.M. Kwon, H.-T. Kim, J.H. Ryu, Y.G. Kim, S.M. Oh, Electrochem. Commun. 2012, 22, 1.
61. A. Guerfi, S. Duchesne, Y. Kobayashi, A. Vijh, K. Zaghib, J. Power Sour. 2009, 175, 866.
62. G.B. Appetecchi, M. Montanino, A. Balducci, S.F. Lux, M. Winterb, S. Passerini, J. Power Sour. 2009, 192, 599.
63. J. Reiter, M. Nadherna, Electrochim. Acta 2012, 71, 22.
64. T. Sugimoto, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, M. Ishikawa, J. Power Sour. 2008, 183, 436.
65. S.F. Lux, M. Schmuck, G.B. Appetecchi, S. Passerini, M. Winter, A. Balducci, J. Power Sour. 2009, 192, 606.
66. M. Yamagata, Y. Matsui, T. Sugimoto, M. Kikuta, T. Higashizaki, M. Kono, M. Ishikawa, J. Power Sour. 2013, 227, 60.
67. G.H. Lane, P.M. Bayley, B.R. Clare, A.S. Best, D.R. MacFarlane, M. Forsyth, A.F. Hollenkamp, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21775.
68. T. Sugimoto, Y. Atsumi, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, M. Ishikawa, J. Power Sour. 2009, 189, 802.
69. A. Lewandowski, I. Acznik, Electrochim. Acta 2010, 56, 211.
70. W. Xu, C.A. Angell, Electrochem. Solid-State Lett. 2001, 4, E1.
71. L. Larush-Asraf, M. Biton, H. Teller, E. Zinigrad, D. Aurbach, J. Power Sour. 2007, 174, 400.
72. D. Aurbach, E. Zinigrad, H. Teller, Y. Cohen, G. Salitra, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, 1267.
73. K. Xu, S.S. Zhang, B.A. Poese, T.R. Jow, Electrochem. Solid-State Lett. 2002, 5, A259.
74. K. Xu, S.S. Zhang, T.R. Jow, Electrochem. Solid-State Lett. 2003, 6, A117.
75. K. Xu, S. Zhang, R. Jow, J. Power Sour. 2005, 143, 197.
76. S.S. Zhang, J. Power Sour. 2007, 163, 713.
77. B. Scrosati, J. Hassoun, Y.K. Sun, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3287.
78. Z. Yang, W. Pan, Enzyme Microbial Technol. 2005, 37, 19.
79. P. Bonhote, A.P. Dias, N. Papageorgion, K. Kalyanasundaram, M. Gratzel, Inorg. Chem. 1996, 35, 1168.
80. M. Watanabe, S. Yamada, N. Ogata, Electrochim. Acta 1995, 40, 2285.
81. M. Armand, F. Endres, D.R. MacFarlane, H. Ohno, B. Scrosati, Nature Mater. 2009, 8, 621.
82. S.F. Lux, M. Schmuck, S. Jeong, S. Passerini, M. Winter, A. Balducci, Int. J. Energy Res. 2010, 34, 97.
83. M. Galiński, A. Lewandowski, I. Stępniak, Electrochim. Acta 2006, 51, 5567.
84. H. Tokuda, K. Hayamizu, K. Ishii, Md. A.B.H. Susan, M. Watanabe, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16593.
85. H. Tokuda, K. Hayamizu, K. Ishii, Md. A.B.H. Susan, M. Watanabe, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6103.
86. P. Hapiot, C. Lagrost, Chem. Rev. 2008, 108, 2238.
87. A. Lewandowski, A. Świderska-Mocek, J. Power Sour. 2009, 194, 601.
88. Y.S. Fung, R.Q. Zhou, J. Power Sour. 1999, 81-82, 891.
89. H. Nakagawa, S. Izuchi, K. Kuwana, T. Nukuda, Y. Aihara, J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A695.
90. D.-W. Kim, S.R. Sivakkumar, D.R. MacFarlane, M. Forsyth, Y.-K. Sun, J. Power Sour. 2008, 180, 591.
91. E. Markevich, V. Barachugov, D. Aurbach, Electrochem. Commun. 2006, 8, 1331.
92. K. Hayashi, Y. Nemoto, K. Akuto, Y. Sakurai, NTT Tech. Rev. 2004, 2, 48.
93. S. Zhang, N. Sung, X. He, X. Lu, X. Zhang, J. Phys. Chem. Ref. Data 2006, 35, 1475.
94. M. Holzapfel, C. Jost, A. Prodi-Schwab, F. Krumeich, A. Wursig, H. Buqa, P. Novak, Carbon 2005, 43, 1488.
95. T. Kuboki, T. Okuyama, T. Ohsaki, N. Takami, J. Power Sour. 2005, 146, 766.
96. H. Matsumoto, H. Sakaebe, K. Tatsumi, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, J. Power Sour. 2006, 160, 1308.
97. V. Borgel, E. Makevich, D. Aurbach, G. Semrau, M. Schmidt, J. Power Sour. 2009, 189, 331.
98. B. Garcia, S. Lavallee, G. Perron, C. Michot, M. Armand, Electrochim. Acta 2004, 49, 4583.
99. H. Sakaebe, H. Matsumoto, Electrochem. Commun. 2003, 5, 594.
100. J. Xu, J. Yang, Y. NuLi, J. Wang, Z. Zhang, J. Power Sour. 2006, 160, 621.
101. L.X. Yuan, J.K. Feng, X.P. Ai, Y.L. Cao, S.L. Chen, H.X. Yang, Electrochem. Commun. 2006, 8, 61.
102. V. Baranchugov, E. Markevich, E. Pollak, G. Salitra, D. Aurbach, Electrochem. Commun. 2007, 9, 796.
103. A. Lewandowski, A. Swiderska-Mocek, J. Power Sour. 2007, 171, 938.
104. H. Nakagawa, Y. Fujino, S. Kozono, Y. Katayama, T. Nukuda, H. Sakaebe, H. Matsumoto, K. Tatsumi, J. Power Sour. 2007, 174, 1021.
105. J. Saint, A.S. Best, A.F. Hollenkamp, J. Kerr, J.-H. Shin, M.M. Doeff, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, A172.
106. D.R. MacFarlane, P. Meakin, J. Sun, N. Amini, M. Forsyth, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4164.
107. M. Ishikawa, T. Sugimoto, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, J. Power Sour. 2006, 162, 658.
108. A. Guerfi, M. Dontigny, Y. Kobayashi, A. Vijh, K. Zaghib, J. Solid State Electrochem. 2009, 13, 1003.
109. M. Holzapfel, C. Jost, P. Novak, Chem. Commun. 2004, 2098.
110. H. Zheng, K. Jiang, T. Abe, Z. Ogumi, Carbon 2006, 44, 203.
111. L. Zhao, J.-I. Yamaki, M. Egashira, J. Power Sour. 2007, 174, 352.
112. M. Egashira, S. Okada, J.-I. Yamaki, D. Alejandro Dri, F. Bonadies, B. Scrosati, J. Power Sour. 2004, 138, 240.
113. M. Egashira, M. Tanaka-Nakagawa, I. Watanabe, S. Okada, J.-I. Yamaki, J. Power Sour. 2006, 160, 1387.
114. J. Ufheil, M.C. Baertsch, A. Wursig, P. Novak, Electrochim. Acta, 2005, 50, 1733.
115. C. Korepp, H.J. Santner, T. Fuji, M. Ue, J.O. Besenhard, K.-C. Moller, M. Winter, J. Power Sour. 2006, 158, 578.
116. B.T. Yu, W.H. Qiu, F.S. Li, L. Cheng, J. Power Sour. 2006, 158,1373.
117. S.S. Zhang, J. Power Sour. 2006, 163, 567.
118. C. Wang, H. Nakamura, H. Komatsu, M. Yoshio, H. Yoshitake, J. Power Sour. 1998, 74, 142.
119. E.-G. Shim, T.-H. Nam, J.-G. Kim, H.-S. Kim, S.-I. Moon, Electrochim. Acta 2007, 53, 650.
120. S.S. Zhang, K. Xu, T.R. Jow, J. Power Sour. 2004, 129, 275.
121. S. Komaba, M. Watanabe, H. Groult, N. Kumagai, K. Okahara, Electrochem. Solid-State Lett. 2006, 9, A130.
122. S. Komaba, T. Itabashi, T. Kimura, H. Groult, N. Kumagai, J. Power Sour. 2005, 146, 166.
123. T. Sato, T. Maruo, S. Marukane, K. Takagi, J. Power Sour. 2004, 138, 253.
124. X.-G. Sun, S. Dai, Electrochim. Acta 2010, 55, 4618.
125. A. Lewandowski, I. Acznik, A. Swiderska-Mocek, J Appl. Electrochem. 2010, 40,1619.
126. D. Aurbach, K. Gamolsky, B. Markovsky, Y. Gofer, M. Schmidt, U. Heider, Electrochim. Acta 2002, 47, 1423.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-de91a8e8-54a3-476a-8cd2-3cf670a11603