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锂离子电池使用的电解质类型决定着电池的功率和寿命。在开发新型电解质时，必须仔细考虑混合电解质的电导率、粘度和介电常数等因素。
电导率和粘度是相互依赖的，并且与斯托克斯模型有关。粘度是一个直接影响离子电导率的参数，并确定电池充电和放电的速度;因此，它应该受到谨慎的监管。电池电解质是各种溶剂的组合，因此，这些混合物的粘度测量可能会对产品的低挥发性和粘度提出一定的挑战。
方法与技术
Fluidicam变阻器能够在高剪切速率下高精度测量粘度，只需要少量样品。参考溶液和样品以调节的流速引入微流体通道。这将导致层流共流，在测量时捕获的界面图像可以确定界面的位置，并计算样品的粘度，从而直接绘制交互流动曲线。
传统的锂离子电池溶剂基是溶剂(EC、DMC和EMC)的组合。EC具有较高的介电常数，有助于锂盐的解离，而DMC和EMC则具有较低的熔点和粘度:当它们结合在一起时，就会在所需的电化学性能、低粘度(η)和高介电常数(ε)之间取得很好的折衷。Fluidicam变阻器允许精确测量挥发性有机溶剂和混合物与快速温度筛选，使多种混合物的快速表征在几分钟内。
在不同的温度下，对纯溶剂的粘度以及EMC: DMC: EC的不同混合物(不同的w/w EC比率)进行了初步研究。接着研究了不同浓度下电解质溶液的粘度。
温度与共混物粘度的关系
图1展示了被分析的混合物的粘度EMC: DMC:电子商务和EMC: DMC随温度降低(范围在15°C和65°C之间)。
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图1所示。两种溶剂混合物的粘度-温度依赖性。
EC浓度对共混物粘度的影响
其次，测定不同浓度EC时溶剂基EMC:DMC:EC的粘度(见表1)。
表1。粘度是EC浓度的函数
| EMC |
DMC |
电子商务 |
粘度(mPa.s) |
| 1 |
1 |
0 |
0.614±0.007 |
| 1 |
1 |
0.245 |
0.726±0.007 |
| 1 |
1 |
0.497 |
0.806±0.001 |
| 1 |
1 |
0.724 |
0.908±0.012 |
| 1 |
1 |
1 |
0.965±0.008 |
结果表明，EC浓度越高，共混体系的粘度越高。此外，电解质粘度越高，离子电导率越低，可能会影响电池的性能。
电解液浓度和温度对LiClO粘度的影响4
首先制备了质量比为1:1的EMC:DMC模型溶液，并添加了不同数量的溶解锂盐。混合物在不同温度下的粘度，代表了电池的使用条件，如表2所示，并绘制在图2中。
完成17项测试总共需要1小时20分钟的分析时间，包括取样时间，使用传统毛细管粘度计需要大约一天的时间。
表2。共混物在25°C, 35°C, 45°C时的粘度
EMC: DMC:李
(w / w) |
粘度
(mPa.s)
25°C |
粘度
(mPa.s)
35°C |
粘度
(mPa.s)
45°C |
| 1: 1: 0 |
0.614±0.002 |
0.534±0.002 |
0.461±0.002 |
| 1: 1: 0.0286 |
0.684±0.001 |
0.562±0.004 |
0.512±0.004 |
| 1: 1: 0.056 |
0.791±0.006 |
0.598±0.003 |
0.588±0.003 |
| 1: 1: 0.113 |
0.893±0.003 |
0.723±0.001 |
0.662±0.001 |
| 1: 1: 0.216 |
1.397±0.008 |
1.005±0.002 |
0.994±0.002 |
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图2。粘度是Li的函数+浓度和温度。
如所示，粘度与锂盐浓度有关，但与温度成反比。随着温度的升高，粘度降低，浓度越高，粘度越高。
对于溶剂的物理性质，即低沸点和低粘度值Fluidicam变阻器与传统粘度计相比，它更适合于粘度测量，因为它的限制微流体系统，防止挥发和干燥的风险。
结论
该技术对剪切速率范围内的微小粘度差异非常敏感，因此，用FluidicamRHEO实现的粘度测量非常精确。总的来说，FluidicamRHEO已经被证明是一种可靠的表征电解质粘度的工具，而且，其有限的几何形状使其能够处理挥发性产品。为最佳电池性能确定最佳混合参数的稳健测量要求也得到了满足。
参考文献
- 洛根·e·R。et al。含酯类锂离子电池电解质物理性能的研究。电化学学会学报165年,A21-A30(2018)。
- 吴志刚，吴志刚，田中，等。非水电解质在溶剂中的应用。在锂和锂离子电池的电解质(eds。徐坤，鲍洛丁，O. & Ue, M.)58岁的93-165(施普林格纽约，2014)。
这些信息已经从配方行动提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩
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