إعداد مادة السيليكون الكربون المركبة للمواد الأنود بطارية ليثيوم أيون

- Feb 25, 2020-

تستخدم بطاريات الليثيوم أيون (LIB) بشكل متزايد في أجهزة التخزين ذات السعة الكبيرة مثل السيارات الكهربائية وأجهزة تخزين الطاقة (ESS) والأجهزة المحمولة نظرًا لخصائص حياتها المستقرة وكفاءتها العالية.

يمكن استخدام الاستراتيجيات التالية لتعزيز كثافة الطاقة في LIB (Wh = kg): 1) تعديل بيانات القطب 2) تحسين تكنولوجيا الطلاء 3) تحسين ملء البيانات في الأنود والكاثود ، 4) تعزيز امتصاص الليثيوم معدل الكاثود. ومع ذلك ، تقتصر الأساليب 2-4 بشكل عام على تحسين المساحة الداخلية والتخطيط ، وبالتالي ، يجري البحث بنشاط في تكوين مواد القطب الجديد.

في الوقت الحالي ، يعد الجرافيت هو المصدر الأكثر تمثيلا للكاثودات المستخدمة في LIBS. بسبب الاتجاه أحادي المحور لطبقة الجرافين ، فإنه يظهر سلوك تفريغ شحن قابل للعكس بشكل كبير وبالتالي لديه دورة حياة طويلة.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم شحن الجرافيت بالكامل ، أي عندما تكون أيونات الليثيوم موجودة بين الطبقات ، فإن جهد القطب يكون 0V مقابل Li = Li +. هذا يدل على أن الجرافيت يمكن أن يحمل إمكانات مماثلة لتلك الموجودة في معدن لي النقي. لذلك ، يمكن الحصول على طاقة أعلى من خلال تجميع بطارية مع كاثود الجرافيت وأنود يستند إلى أكسيد.

ومع ذلك ، بالنظر إلى الطلب على البطاريات عالية السعة في ذلك الوقت ، فإن السعة النظرية المنخفضة للغرافيت (372mAh = g ، 837mAh = cm3) تشكل عقبة رئيسية أمام الاستخدام المستمر للجرافيت كمادة أنود. لذلك ، من أجل تطوير بطاريات ليثيوم عالية الأداء وعالية الأداء ، من المهم تطوير مواد أنود غير كربونية.

من بين هذه المواد غير الكربونية ، يعتبر Si الأنسب لأنه لديه قدرة تصريف عالية تبلغ 4200mAh = g وإمكانية استجابة الليثيوم تبلغ 0.4V (vsLi = Li +). ومع ذلك ، واجهت Si مشكلة رئيسية ، وهي أن مستوى الصوت يتغير بشدة أثناء عملية الشحن والتفريغ ، مما يؤدي إلى ضعف قابلية الانعكاس وتدهور السعة الحساسة.

تم اقتراح العديد من الأساليب لتقليل التوسع في الحجم ، مثل استجابة الجزيئات المعدنية على نطاق النانو للليثيوم ، وتكوين السبائك غير المتجانسة التي تتفاعل مع الليثيوم ، والمجمعات النشطة = غير النشطة وسبائك الليثيوم = تكوين الكربون. 15/11)

في ورشة العمل هذه ، نحاول التعامل مع مشكلة التوسع بالجملة في السيليكون عن طريق تكوين بيانات مركبة من السيليكون الأسود الكربون (Si-CB). يتكون هيكل CB من تجميع الجزيئات الأولية في اتجاهات مختلفة لتشكيل شبكة من الاتجاهات والمساحات المختلفة التي تم تشكيلها في تجميع CB بسبب النمو العشوائي. 16-19)

لذلك ، في حالة التوسع في الحجم ، ستكون هذه المساحات بمثابة مخزن مؤقت لاحتواء السيليكون.

https://www.gevun.com/