Preparazzjoni ta 'Materjal Kompost tal-Karbonju tas-Silikon għal Materjal ta' l-Anodi tal-Batterija tal-Jone

Preparazzjoni ta 'materjal kompost tal-karbonju tas-silikon għal materjal ta' l-anodi tal-batteriji tal-joni

Batteriji tal-jone tal-litju (LIB) intużaw dejjem aktar f'apparat għall-ħżin ta 'kapaċità kbira bħal vetturi elettriċi u apparat għall-ħżin tal-enerġija (ESS) u apparat mobbli minħabba l-karatteristiċi ta' ħajja stabbli u effiċjenza għolja tagħhom.

L-istrateġiji li ġejjin jistgħu jintużaw biex tavvanza d-densità tal-enerġija tal-LIB (Wh = kg): 1) timmodifika d-dejta tal-elettrodu 2) ittejjeb it-teknoloġija tal-kisi 3) ittejjeb il-mili tad-dejta fl-anodu u fil-katodu, 4) tavvanza l-assorbiment tal-litju rata tal-katodu. Madankollu, il-metodi 2-4 ġeneralment huma limitati għall-ottimizzazzjoni ta 'l-ispazju intern u l-ippjanar, u għalhekk, riċerka fil-kompożizzjoni ta' materjali ta 'elettrodi ġodda qed titwettaq b'mod attiv.

Bħalissa, l-iktar sors rappreżentattiv tal-katodi użati fil-LIBS huwa l-grafita. Minħabba l-orjentazzjoni uniaxial tas-saff tal-graphene, juri mġieba ta 'rilaxx ta' ċarġ riversibbli u għalhekk għandu ħajja twila taċ-ċiklu.

Barra minn hekk, meta l-grafita tkun kompletament iċċarġjata, jiġifieri, meta joni tal-litju huma preżenti bejn is-saffi, il-potenzjal tal-elettrodu huwa 0V vs Li = Li +. Dan jindika li l-grafita tista 'turi potenzjal simili għal dak tal-metall pur Li. Għalhekk, enerġija ogħla tista 'tinkiseb billi tgħaqqad batterija ma' katodu tal-grafita u anodu bbażat fuq ossidu.

Madankollu, meta titqies id-domanda għal batteriji ta 'kapaċità għolja dak iż-żmien, il-kapaċità teoretika baxxa tal-grafita (372mAh = g, 837mAh = cm3) hija ostaklu ewlieni għall-użu kontinwu tal-grafita bħala materjal tal-anodi. Għalhekk, sabiex jiġu żviluppati batteriji sekondarji tal-litju b'kapaċità għolja u ta 'prestazzjoni għolja, huwa importanti li jiġu żviluppati materjali tal-anodi mhux tal-karbonju.

Fost dawn il-materjali mhux tal-karbonju, Si huwa l-iktar adattat minħabba li għandu kapaċità ta 'skarigu għolja ta' 4200mAh = g u potenzjal ta 'rispons għall-litju ta' 0.4V (vsLi = Li +). Madankollu, Si ltaqgħet ma 'problema ewlenija, jiġifieri, il-volum jinbidel severament waqt il-proċess ta' ħlas u kwittanza, li jirriżulta f'versibbiltà baxxa u tħassir tal-kapaċità sensittiva.

Ġew proposti bosta approċċi biex titnaqqas l-espansjoni tal-volum, bħar-rispons fuq skala nano tal-partiċelli tal-metall għal-litju, il-kompożizzjoni ta 'ligi eteroġenji li jirreaġixxu mal-litju, u attivi = kumplessi tal-metall inattivi u liga tal-litju = kompożizzjoni tal-karbonju. 11-15)

F'dan il-workshop, aħna nippruvaw nittrattaw il-problema ta 'espansjoni tal-massa fis-silikon billi nikkomponu data komposta tas-silikon-karbonju iswed (Si-CB). L-istruttura CB hija ffurmata mill-aggregazzjoni ta 'partiċelli primarji f'direzzjonijiet differenti biex tifforma netwerk ta' direzzjonijiet u spazji differenti ffurmati fl-aggregat tal-BĊ minħabba t-tkabbir bl-addoċċ. 16-19)

Għalhekk, fil-każ ta 'espansjoni tal-volum, dawn l-ispazji jintużaw bħala buffer biex ikun fihom is-silikon