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【技術π】特斯拉電池專利確定電解質降解程度 防止電池故障

來源:蓋世汽車   發布時間:2019-07-05 09:16      設置字體:大中小
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摘要:該專利提供了分析锂電池電解質的方法,可有助于防止電池故障。
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據外媒報道,特斯拉加拿大電池研究小組申請了一項新專利,該專利提供了分析锂電池電解質的方法,可有助于防止電池故障。

此外,該專利申請由Jeff Dahn領導的特斯拉電池小組提交。目前,Jeff Dahn的主要工作集中在提升锂電池的能量密度和耐久性上。

今年早些時候,該研究小組也申請過一項電池技術專利。此次其申請的專利名爲“锂離子電池電解質濃度成分測定方法和系統”。

專利申請中寫道:本發明提供了一種確定锂離子電池電解質成分濃度的計算機實現法,該方法包括向分光儀發送指令,以抓取電解質溶液的光譜,並生成信號,此外,還將對該信號進行分析,以確定光譜中的一個或多個頻譜特征。

所述方法還包括制備一個光譜數據庫,該數據庫要與預先確定的電解質成分濃度的溶液相對應,其中該數據庫還包括每個溶液的多個光譜特征。而且,該方法還將使用光譜數據庫,進一步確定機器學習(ML)模型,將利用該模型確定樣品溶液中電解質成分濃度。

此外,該專利還指出了目前電解質存在的問題及分析電解質狀態方法的問題:锂離子電池,特別是高壓電池,失效的主要原因之一在于電解質的降解,特別是帶電電極上電解質的降解。

目前解決電池故障和電解質降解的主要方法集中于在電極表面形成的,電解質降解産生的薄膜上。此類薄膜含有電解質溶液和電解質鹽中的化學物質,如六氟磷酸锂(LiPF6)。

LiPF6可分解成氟化锂(LiF)和五氟化磷(PF5),而五氟化磷又容易水解成氫氟酸(HF)和三氟氧化磷(PF3O),該兩種水解産物在兩個電極上都有很高的反應活性,而且由于它們會不可避免地存在于六氟磷酸锂溶液中,因此可能對電極的性能造成不利影響。

雖然有方法可以確定锂離子電池中電解質溶液和電解質鹽六氟磷酸锂的機理,但是現在還沒有廉價而准確地方法,可以表征電解質,從而確定電解質的降解程度。”

一般來說,電解質溶液的定量分析需要使用昂貴的分析工具,例如核磁共振儀譜(NMR)、氣相色譜-質譜(GS-MS)、高效液相色譜儀(HPLC)和電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-OES),而且還需要大量的時間來進行分析。

此外,有些分析功能甚至不能直接測量電解質成分濃度。例如,色譜法中采用的檢測器無法暴露在六氟磷酸锂的高溫降解産物中,因此,此類方法只能在電解質的水溶部分被移除之後,只關注于電解質的有機成分。


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