Penyediaan Bahan Komposit Silikon-karbon Untuk Bahan Anod Bateri Ion

Penyediaan bahan komposit silikon-karbon untuk bahan anoda bateri ion

Bateri litium-ion (LIB) semakin banyak digunakan dalam peranti penyimpanan kapasiti besar seperti kenderaan elektrik dan peranti storan tenaga (ESS) dan peranti mudah alih kerana ciri-ciri kehidupan yang stabil dan kecekapan yang tinggi.

Strategi berikut boleh digunakan untuk memajukan kepadatan tenaga LIB (Wh = kg): 1) mengubah data elektrod 2) memperbaiki teknologi salutan 3) memperbaiki pengisian data dalam anoda dan katod, 4) memajukan penyerapan litium kadar katod. Walau bagaimanapun, kaedah 2-4 biasanya terhad untuk mengoptimumkan ruang dalaman dan perancangan, dan oleh itu, penyelidikan ke dalam komposisi bahan elektrod baru sedang dijalankan secara aktif.

Pada masa ini, sumber yang paling mewakili katod yang digunakan dalam LIBS adalah grafit. Kerana orientasi uniaxial lapisan graphene, ia menunjukkan tingkah laku caj pelepasan yang sangat boleh terbalik dan oleh itu mempunyai kehidupan kitaran panjang.

Di samping itu, apabila grafit dibebankan sepenuhnya, iaitu, apabila ion lithium berada di antara lapisan, potensi elektrod adalah 0V vs Li = Li +. Ini menunjukkan bahawa grafit boleh mempamerkan potensi yang serupa dengan logam Li tulen. Oleh itu, tenaga yang lebih tinggi boleh didapati dengan memasang bateri dengan katod grafit dan anod berasaskan oksida.

Walau bagaimanapun, memandangkan permintaan bagi bateri berkapasiti tinggi pada masa itu, kapasiti teori rendah grafit (372mAh = g, 837mAh = cm3) adalah halangan utama untuk kegunaan berterusan grafit sebagai bahan anod. Oleh itu, untuk membangunkan kapasiti tinggi, bateri litium berprestasi tinggi, adalah penting untuk membangunkan bahan anod bukan karbon.

Di antara bahan bukan karbon ini, Si adalah yang paling sesuai kerana ia mempunyai kapasiti pelepasan tinggi 4200mAh = g dan potensi tindak balas litium 0.4V (vsLi = Li +). Walau bagaimanapun, Si menghadapi masalah utama, iaitu perubahan volum teruk semasa proses caj dan pelepasan, menyebabkan kebolehubahan yang kurang baik dan kerosakan kapasiti sensitif.

Banyak pendekatan telah dicadangkan untuk mengurangkan pengembangan kelantangan, seperti tindak balas nano skala zarah logam kepada litium, komposisi aloi heterogen yang bertindak balas dengan litium, dan aktif = kompleks logam aktif dan aloi litium = komposisi karbon. 11-15)

Dalam bengkel ini, kami cuba menangani masalah pengembangan pukal dalam silikon dengan menyusun data komposit silikon-karbon hitam (Si-CB). Struktur CB dibentuk oleh pengagregatan zarah primer dalam arah yang berbeza untuk membentuk rangkaian arah dan ruang yang berbeza yang terbentuk dalam agregat CB akibat pertumbuhan rawak. 16-19)

Oleh itu, dalam hal pengembangan kelantangan, ruang ini akan digunakan sebagai penyangga yang mengandungi silikon