1. Chất điện phân có năng lượng riêng cao

Tìm kiếm năng lượng riêng cao là hướng nghiên cứu lớn nhất của pin lithium-ion, đặc biệt là khi các thiết bị di động chiếm tỷ lệ ngày càng nhiều trong cuộc sống của con người, thời lượng pin đã trở thành chức năng quan trọng nhất của pin.

Như thể hiện trong hình, sự phát triển của pin mật độ năng lượng cao trong tương lai phải là cực dương điện áp cao và cực dương silicon. Silicon điện cực âm có dung lượng gram rất lớn và được mọi người coi trọng, nhưng do mục đích trương nở của chính nó nên không thể sử dụng được. Trong những năm gần đây, hướng nghiên cứu đã được thay đổi thành điện cực âm carbon carbon, có dung lượng gram tương đối cao và thay đổi âm lượng nhỏ. Các chất phụ gia tạo màng có những cách sử dụng tái chế khác nhau trong cực dương silicon-cacbon.

2. Điện phân công suất cao

Hiện tại, pin điện tử lithium thương mại rất khó hoàn thành việc xả liên tục tốc độ cao. Nguyên nhân chính là do các mấu pin nóng lên nghiêm trọng, điện trở trong khiến nhiệt độ chung của pin quá cao, dễ bị thoát nhiệt. Do đó, chất điện phân có thể hạn chế pin nóng lên quá nhanh trong khi vẫn duy trì độ dẫn điện cao. Đối với pin lithium-ion năng lượng, việc hoàn thành sạc nhanh cũng là một hướng quan trọng để phát triển chất điện phân.

Pin năng lượng cao không chỉ yêu cầu độ phân tán pha rắn cao, công nghệ nano hóa để rút ngắn đường di chuyển của ion, kiểm soát độ dày và độ nén của điện cực và các yêu cầu khác đối với vật liệu điện cực, mà còn yêu cầu cao hơn đối với chất điện phân: 1. Muối điện phân có độ phân ly cao; 2. Độ nhớt thấp hơn tái hợp dung môi; 3. Thao tác giao diện-điện trở màng dưới.

3. Điện phân nhiệt độ rộng

Pin có xu hướng phân biệt chất điện phân và tăng cường phản ứng phụ giữa vật liệu và thành phần chất điện phân ở nhiệt độ cao; ở nhiệt độ thấp có thể xảy ra hiện tượng tách muối điện phân và trở kháng màng SEI âm tăng gấp đôi. Cái gọi là chất điện phân nhiệt độ rộng là để cho phép pin có môi trường làm việc ngày càng rộng rãi. Hình dưới đây cho thấy biểu đồ so sánh điểm sôi và biểu đồ so sánh hóa rắn của các dung môi khác nhau.

4. Chất điện phân an toàn

Sự an toàn của pin hiện đang bị cháy hoặc thậm chí bị nổ. Bản thân pin dễ cháy. Do đó, khi pin bị sạc quá mức, xả quá mức, đoản mạch, khi nhận kim bên ngoài, nhào trộn và khi nhiệt độ bên ngoài quá cao, Tất cả đều có thể dẫn đến tai nạn an toàn. Do đó, chất chống cháy là một hướng chính để nghiên cứu về chất điện phân an toàn.

Chức năng chống cháy có được bằng cách thêm các chất phụ gia chống cháy vào chất điện phân thông thường. Nói chung, chất chống cháy dựa trên phốt pho hoặc halogen được sử dụng. Các chất phụ gia chống cháy bắt buộc phải có giá hợp lý và không gây hại cho chức năng của chất điện phân. Ngoài ra, việc sử dụng chất lỏng ion ở nhiệt độ phòng làm chất điện phân cũng đã bước vào giai đoạn nghiên cứu, điều này sẽ loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng dung môi hữu cơ dễ cháy trong pin. Ngoài ra, chất lỏng ion có đặc tính áp suất hơi cực thấp, ổn định nhiệt/ổn định hóa học tốt và không bắt lửa, điều này sẽ cải thiện đáng kể độ an toàn của pin lithium-ion.


5. Chất điện phân lưu thông dài

Do những khó khăn kỹ thuật lớn trong việc thu hồi pin lithium-ion, đặc biệt là pin lithium-ion năng lượng, việc cải thiện tuổi thọ của pin là một cách để giảm bớt tình trạng này.

Có hai điểm chính trong suy nghĩ nghiên cứu về chất điện phân tuần hoàn dài. Một là độ ổn định của chất điện phân, bao gồm độ ổn định nhiệt, ổn định hóa học và ổn định điện áp; hai là sự ổn định của các vật liệu khác, đòi hỏi sự hình thành màng ổn định với điện cực. Không có quá trình oxy hóa giữa rào cản và bộ thu, và không có sự ăn mòn với bộ thu hiện tại.