Tha bataraidhean lithium-ion a’ leasachadh sa mhòr-chuid a dh’ionnsaigh dùmhlachd lùtha àrd. Aig teòthachd an t-seòmair, bidh stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon a’ measgachadh le lithium gus ìre Li3.75Si beairteach ann an lithium a thoirt gu buil, le comas sònraichte suas ri 3572 mAh/g, a tha mòran nas àirde na comas sònraichte teòiridheach electrode àicheil grafait 372 mAh/g. Ach, rè pròiseas cosgais is dì-luchdachadh ath-aithrisichte stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon, faodaidh cruth-atharrachadh ìre Si agus Li3.75Si leudachadh mòr meud a thoirt gu buil (mu 300%), a dh’ adhbhraicheas pùdar structarail stuthan electrode agus cruthachadh leantainneach film SEI, agus mu dheireadh ag adhbhrachadh tuiteam luath sa chomas. Bidh an gnìomhachas sa mhòr-chuid a’ leasachadh coileanadh stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon agus seasmhachd bataraidhean stèidhichte air silicon tro nano-mheudachadh, còmhdach gualain, cruthachadh pores agus teicneòlasan eile.
Tha deagh ghiùlanachd, cosgais ìseal, agus stòran farsaing aig stuthan gualain. Faodaidh iad an giùlanachd agus seasmhachd uachdar stuthan stèidhichte air silicon a leasachadh. Bithear gan cleachdadh gu roghnach mar stuthan cur-ris leasachaidh coileanaidh airson electrodan àicheil stèidhichte air silicon. Is e stuthan silicon-carbon prìomh stiùireadh leasachaidh electrodan àicheil stèidhichte air silicon. Faodaidh còmhdach gualain seasmhachd uachdar stuthan stèidhichte air silicon a leasachadh, ach tha a chomas leudachadh meud silicon a chasg coitcheann agus chan urrainn dha fuasgladh fhaighinn air duilgheadas leudachadh meud silicon. Mar sin, gus seasmhachd stuthan stèidhichte air silicon a leasachadh, feumar structaran porous a thogail. Tha muilneachadh ball na dhòigh gnìomhachais airson nano-stuthan ullachadh. Faodar diofar stuthan cur-ris no co-phàirtean stuthan a chur ris an t-slaodadh a gheibhear le muilneachadh ball a rèir riatanasan dealbhaidh an stuth co-dhèanta. Tha an slaodadh air a sgaoileadh gu cothromach tro dhiofar shlaodaidhean agus air a thiormachadh le spraeadh. Rè a’ phròiseas tiormachaidh sa bhad, cruthaichidh na nanoparticles agus co-phàirtean eile anns an t-slaodadh feartan structarail porous gu fèin-ghluasadach. Bidh am pàipear seo a’ cleachdadh teicneòlas muilneachadh ball agus tiormachadh spraeadh gnìomhachais agus càirdeil don àrainneachd gus stuthan stèidhichte air silicon porous ullachadh.
Faodar coileanadh stuthan stèidhichte air silicon a leasachadh cuideachd le bhith a’ riaghladh feartan morf-eòlas agus cuairteachaidh nan nano-stuthan silicon. An-dràsta, chaidh stuthan stèidhichte air silicon le diofar morf-eòlasan agus feartan cuairteachaidh ullachadh, leithid nano-slataichean silicon, nano-silicon leabaithe ann an grafait porous, nano-silicon air a sgaoileadh ann an cruinneagan gualain, structaran porous sreath silicon / graphene, msaa. Aig an aon sgèile, an taca ri nanoparticles, faodaidh nano-dhuilleagan an duilgheadas brùthaidh air adhbhrachadh le leudachadh meud a chumail fodha nas fheàrr, agus tha dùmhlachd teannachaidh nas àirde aig an stuth. Faodaidh cruachadh neo-òrdail de nano-dhuilleagan structar porous a chruthachadh cuideachd. Gus a dhol a-steach don bhuidheann iomlaid electrode àicheil silicon. Thoir seachad àite maothachaidh airson leudachadh meud stuthan silicon. Faodaidh toirt a-steach nanotubes gualain (CNTn) chan e a-mhàin seoltachd an stuth a leasachadh, ach cuideachd cruthachadh structaran porous an stuth adhartachadh air sgàth a fheartan morf-eòlach aon-thaobhach. Chan eil aithisgean sam bith ann air structaran porous a chaidh a thogail le nano-dhuilleagan silicon agus CNTn. Tha am pàipear seo a’ gabhail ri dòighean muilneadh ball, bleith is sgapadh, tiormachadh spraeraidh, ro-chòmhdach gualain agus calcination a tha iomchaidh gu gnìomhachais, agus a’ toirt a-steach luchd-adhartachaidh porous sa phròiseas ullachaidh gus stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon porous ullachadh a chaidh a chruthachadh le fèin-chruinneachadh nanosheets silicon agus CNTn. Tha am pròiseas ullachaidh sìmplidh, càirdeil don àrainneachd, agus chan eil leaghan sgudail no fuigheall sgudail air a chruthachadh. Tha mòran aithisgean litreachais ann mu chòmhdach gualain air stuthan stèidhichte air silicon, ach chan eil mòran dheasbadan domhainn ann mu bhuaidh còmhdach. Tha am pàipear seo a’ cleachdadh asfalt mar an stòr gualain gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh dà dhòigh còmhdach gualain, còmhdach ìre leaghaidh agus còmhdach ìre chruaidh, air buaidh còmhdach agus coileanadh stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon.
1 Deuchainn
1.1 Ullachadh stuthan
Tha ullachadh stuthan co-dhèanta silicon-carbon porous a’ toirt a-steach còig ceumannan sa mhòr-chuid: bleith ball, bleith agus sgaoileadh, tiormachadh spraeraidh, ro-chòmhdach carbon agus carbonachadh. An toiseach, tomhais 500g de phùdar silicon tùsail (dachaigheil, purrachd 99.99%), cuir 2000g de isopropanol ris, agus dèan bleith ball fliuch aig astar bleith ball de 2000 r/min airson 24 uair gus slurry silicon nano-sgèile fhaighinn. Tha an slurry silicon a gheibhear air a ghluasad gu tanca gluasaid sgaoilidh, agus tha na stuthan air an cur ris a rèir co-mheas mais silicon: grafait (air a dhèanamh ann an Shanghai, ìre bataraidh): nanotubes carbon (air an dèanamh ann an Tianjin, ìre bataraidh): polyvinyl pyrrolidone (air a dhèanamh ann an Tianjin, ìre anailis) = 40:60:1.5:2. Tha isopropanol air a chleachdadh gus an susbaint chruaidh atharrachadh, agus tha an susbaint chruaidh air a dhealbhadh gus a bhith 15%. Tha bleith agus sgaoileadh air an dèanamh aig astar sgaoilidh de 3500 r/min airson 4 uairean. Tha buidheann eile de shlùiridhean gun CNTan a chur ris air a choimeas, agus tha na stuthan eile mar an ceudna. Tha an slùir sgapte a gheibhear an uairsin air a ghluasad gu tanca beathachaidh tiormachaidh spraeraidh, agus tha tiormachadh spraeraidh air a dhèanamh ann an àile dìonta le naitridean, leis na teòthachdan inntrigidh agus toraidh aig 180 agus 90 °C, fa leth. An uairsin chaidh dà sheòrsa còmhdach gualain a choimeas, còmhdach ìre chruaidh agus còmhdach ìre leaghaidh. Is e an dòigh còmhdach ìre chruaidh: tha am pùdar tiormaichte le spraeadh air a mheasgachadh le 20% pùdar asphalt (air a dhèanamh ann an Coirea, tha D50 5 μm), air a mheasgachadh ann am measgaiche meacanaigeach airson 10 mionaidean, agus tha an astar measgachaidh 2000 r / min gus pùdar ro-chòmhdaichte fhaighinn. Is e an dòigh còmhdach ìre leaghaidh: tha am pùdar tiormaichte le spraeadh air a chur ri fuasgladh xylene (air a dhèanamh ann an Tianjin, ìre anailis) anns a bheil 20% asphalt air a sgaoileadh anns a’ phùdar aig susbaint chruaidh de 55%, agus air a mheasgachadh gu cothromach ann am falamh. Bèicear ann an àmhainn falamh aig 85℃ airson 4 uairean a thìde, cuir ann am measgaiche meacanaigeach airson measgachadh, is e an astar measgachaidh 2000 r/min, agus is e an ùine measgachaidh 10 mionaidean gus pùdar ro-chòmhdaichte fhaighinn. Mu dheireadh, chaidh am pùdar ro-chòmhdaichte a losgadh ann an àmhainn rothlach fo àile naitridean aig ìre teasachaidh de 5°C/min. Chaidh a chumail an toiseach aig teòthachd cunbhalach de 550°C airson 2 uair a thìde, an uairsin lean e air a’ teasachadh suas gu 800°C agus chaidh a chumail aig teòthachd cunbhalach airson 2 uair a thìde, agus an uairsin fhuarachadh gu nàdarrach gu fo 100°C agus a leigeil ma sgaoil gus stuth co-dhèanta silicon-carbon fhaighinn.
1.2 Modhan caractarachaidh
Chaidh mion-sgrùdadh a dhèanamh air sgaoileadh meud nam mìrean anns an stuth le bhith a’ cleachdadh inneal-deuchainn meud nam mìrean (dreach Mastersizer 2000, air a dhèanamh san RA). Chaidh na pùdairean a fhuaireadh anns gach ceum a dhearbhadh le microsgopaidh sganaidh dealanach (Regulus8220, air a dhèanamh ann an Iapan) gus sgrùdadh a dhèanamh air morf-eòlas agus meud nam pùdar. Chaidh structar ìre an stuth a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh anailisiche diffraction pùdar X-ghath (D8 ADVANCE, air a dhèanamh sa Ghearmailt), agus chaidh co-dhèanamh eileamaideach an stuth a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh anailisiche speactram lùtha. Chaidh an stuth co-dhèanta silicon-carbon a fhuaireadh a chleachdadh gus leth-chealla putan de mhodail CR2032 a dhèanamh, agus b’ e 92:2:2:1.5:2.5 an co-mheas mais de silicon-carbon: SP: CNT: CMC: SBR. ’S e duilleag lithium meatailt a th’ anns an electrod-cunntais, ’s e electrolyte malairteach a th’ anns an electrolyte (modail 1901, air a dhèanamh ann an Coirea), thathar a’ cleachdadh diaphragm Celgard 2320, tha an raon bholtaids cosgais is sgaoilidh 0.005-1.5 V, tha an sruth cosgais is sgaoilidh 0.1 C (1C = 1A), agus tha an sruth gearraidh sgaoilidh 0.05 C.
Gus tuilleadh rannsachaidh a dhèanamh air coileanadh stuthan co-dhèanta silicon-carbon, chaidh bataraidh pacaid bhog bheag lannaichte 408595 a dhèanamh. Tha an dealan-dealan dearbhach a’ cleachdadh NCM811 (air a dhèanamh ann an Hunan, ìre bataraidh), agus tha an dealan-dealan àicheil air a dhopadh le 8% stuth silicon-carbon. Tha foirmle slurry an dealan-dealan dearbhach air a dhèanamh suas de 96% NCM811, 1.2% polyvinylidene fluoride (PVDF), 2% àidseant giùlain SP, 0.8% CNT, agus thathar a’ cleachdadh NMP mar sgapadair; tha foirmle slurry an dealan-dealan àicheil air a dhèanamh suas de 96% stuth dealan-dealan àicheil co-dhèanta, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, agus thathar a’ cleachdadh uisge mar sgapadair. Às dèidh measgachadh, còmhdach, roiligeadh, gearradh, lannachadh, tàthadh tabaichean, pacadh, bèicearachd, stealladh leaghaidh, cruthachadh agus roinneadh comas, chaidh bataraidhean pacaid bhog bheag lannaichte 408595 le comas ainmichte de 3 Ah ullachadh. Chaidh coileanadh ìre 0.2C, 0.5C, 1C, 2C agus 3C agus coileanadh cearcall cosgais 0.5C agus sgaoileadh 1C a dhearbhadh. Bha an raon bholtaids cosgais is sgaoilidh eadar 2.8-4.2 V, sruth seasmhach agus cosgais bholtaids seasmhach, agus b’ e 0.5C an sruth gearraidh dheth.
2 Toraidhean agus Deasbad
Chaidh am pùdar silicon tùsail fhaicinn le bhith a’ cleachdadh microscopaidh sganaidh dealanach (SEM). Bha am pùdar silicon mì-riaghailteach le meud gràin nas lugha na 2μm, mar a chithear ann am Figear 1(a). Às dèidh bleith ball, chaidh meud a’ phùdair silicon a lùghdachadh gu mòr gu timcheall air 100 nm [Figear 1(b)]. Sheall an deuchainn meud gràin gu robh D50 a’ phùdair silicon às dèidh bleith ball 110 nm agus an D90 175 nm. Tha sgrùdadh cùramach air morf-eòlas pùdair silicon às dèidh bleith ball a’ sealltainn structar sgoltach (thèid cruthachadh an structair sgoltach a dhearbhadh tuilleadh bhon SEM thar-roinneil nas fhaide air adhart). Mar sin, bu chòir don dàta D90 a fhuaireadh bhon deuchainn meud gràin a bhith co-ionann ri tomhas faid an nano-dhuilleag. Còmhla ri toraidhean an SEM, faodar a bhreithneachadh gu bheil meud an nano-dhuilleag a fhuaireadh nas lugha na an luach èiginneach de 150 nm de bhriseadh pùdar silicon rè cosgais agus dì-luchdachadh ann an co-dhiù aon tomhas. Tha cruthachadh a’ chrutha-chruth sgoltach gu ìre mhòr mar thoradh air na diofar lùths sgaradh ann am plèanaichean criostail silicon criostalach, agus am measg sin tha lùth sgaradh nas ìsle aig plèana {111} silicon na na plèanaichean criostail {100} agus {110}. Mar sin, tha am plèana criostail seo nas fhasa a tanachadh le bleith ball, agus mu dheireadh bidh e a’ cruthachadh structar sgoltach. Tha an structar sgoltach a’ brosnachadh cruinneachadh structaran sgaoilte, a’ gleidheadh àite airson leudachadh meud silicon, agus a’ leasachadh seasmhachd an stuth.
Chaidh an t-slat anns an robh nano-silicon, CNT agus grafait a spraeadh, agus chaidh am pùdar ro agus às dèidh spraeadh a sgrùdadh le SEM. Tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 2. Tha am maitrís grafait a chaidh a chur ris mus deach a spraeadh na structar sgoltach àbhaisteach le meud 5 gu 20 μm [Figear 2(a)]. Tha deuchainn cuairteachaidh meud gràinean grafait a’ sealltainn gu bheil D50 15μm. Tha morf-eòlas cruinn aig a’ phùdar a gheibhear às dèidh spraeadh [Figear 2(b)], agus chithear gu bheil an grafait còmhdaichte leis an t-sreath còmhdaich às dèidh spraeadh. Tha D50 a’ phùdair às dèidh spraeadh 26.2 μm. Chaidh feartan morf-eòlach nam gràinean àrd-sgoile fhaicinn le SEM, a’ sealltainn feartan structar porous sgaoilte a chruinnich na nano-stuthan [Figear 2(c)]. Tha an structar porous air a dhèanamh suas de nano-dhuilleagan silicon agus CNTan eadar-fhighte ri chèile [Figear 2(d)], agus tha an raon uachdar sònraichte deuchainn (BET) cho àrd ri 53.3 m2/g. Mar sin, às dèidh spraeadh, bidh nano-dhuilleagan silicon agus CNTan a’ cruinneachadh leotha fhèin gus structar porous a chruthachadh.
Chaidh an còmhdach porous a làimhseachadh le còmhdach gualain leaghaidh, agus an dèidh pic ro-ruithear còmhdach gualain agus carbonachadh a chur ris, chaidh amharc SEM a dhèanamh. Tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 3. An dèidh ro-chòmhdach gualain, bidh uachdar nan gràineanan àrd-sgoile rèidh, le còmhdach follaiseach, agus tha an còmhdach coileanta, mar a chithear ann am Figearan 3(a) agus (b). An dèidh carbonachadh, bidh an còmhdach uachdar a’ cumail suas deagh staid còmhdach [Figear 3(c)]. A bharrachd air an sin, tha an ìomhaigh SEM thar-roinneil a’ sealltainn gràineanan nano-chruthach stiall [Figear 3(d)], a tha a’ freagairt ri feartan morf-eòlach nan nanosheets, a’ dearbhadh tuilleadh cruthachadh nanosheets silicon an dèidh muilleachadh ball. A bharrachd air an sin, tha Figear 3(d) a’ sealltainn gu bheil lìonaidhean eadar cuid de nanosheets. Tha seo gu ìre mhòr mar thoradh air cleachdadh dòigh còmhdach ìre leaghaidh. Bidh am fuasgladh asphalt a’ dol a-steach don stuth, gus am faigh uachdar nan nanosheets silicon a-staigh còmhdach dìon còmhdach gualain. Mar sin, le bhith a’ cleachdadh còmhdach ìre leaghaidh, a bharrachd air buaidh còmhdach gràineanan àrd-sgoile fhaighinn, faodar buaidh còmhdach gualain dùbailte còmhdach gràineanan bun-sgoile fhaighinn cuideachd. Chaidh am pùdar carbonichte a dhearbhadh le BET, agus b’ e 22.3 m2/g toradh na deuchainn.
Chaidh am pùdar carbonichte a chur fo sgrùdadh speactram lùtha thar-roinneil (EDS), agus tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 4(a). Tha a’ chridhe meud micron na phàirt C, a tha a’ freagairt ris a’ mhaitris grafait, agus tha silicon agus ocsaidean anns a’ chòmhdach a-muigh. Gus tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air structar silicon, chaidh deuchainn diffraction X-ghath (XRD) a dhèanamh, agus tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 4(b). Tha an stuth air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de ghrafait agus silicon aon-chriostail, gun fheartan follaiseach silicon ocsaid, a’ nochdadh gu bheil pàirt ocsaidean deuchainn speactram lùtha a’ tighinn sa mhòr-chuid bho ocsaidachadh nàdarra uachdar silicon. Tha an stuth co-dhèanta silicon-carbon air a chlàradh mar S1.
Chaidh an stuth silicon-carbon ullaichte S1 a chur fo dheuchainnean cinneasachaidh leth-chealla seòrsa putan agus deuchainnean cosgais-sgaoilidh. Tha a’ chiad lùb cosgais-sgaoilidh air a shealltainn ann am Figear 5. Is e 1000.8 mAh/g an comas sònraichte ath-thionndaidheach, agus tha èifeachdas a’ chiad chearcall cho àrd ri 93.9%, a tha nas àirde na a’ chiad èifeachdas de mhòr-chuid de stuthan stèidhichte air silicon às aonais ro-lithiation a chaidh aithris anns an litreachas. Tha a’ chiad èifeachdas àrd a’ nochdadh gu bheil seasmhachd àrd aig an stuth co-dhèanta silicon-carbon ullaichte. Gus buaidh structar porous, lìonra giùlain agus còmhdach carboin air seasmhachd stuthan silicon-carbon a dhearbhadh, chaidh dà sheòrsa de stuthan silicon-carbon ullachadh gun CNT a chur ris agus às aonais còmhdach carboin bun-sgoile.
Tha morf-eòlas a’ phùdair charbonaichte den stuth co-dhèanta silicon-charbon gun CNT a chur ris air a shealltainn ann am Figear 6. Às dèidh còmhdach ìre leaghaidh agus carbonachadh, chithear còmhdach còmhdaich gu soilleir air uachdar nam mìrean àrd-sgoile ann am Figear 6(a). Tha SEM thar-roinneil an stuth charbonaichte air a shealltainn ann am Figear 6(b). Tha feartan porous aig cruachadh nan nanosheets silicon, agus tha an deuchainn BET 16.6 m2/g. Ach, an taca ris a’ chùis le CNT [mar a chithear ann am Figear 3(d), tha an deuchainn BET den phùdar charbonaichte aige 22.3 m2/g], tha dùmhlachd cruachadh nano-silicon a-staigh nas àirde, a’ nochdadh gum faod cur-ris CNT cruthachadh structar porous a bhrosnachadh. A bharrachd air an sin, chan eil lìonra giùlain trì-thaobhach aig an stuth air a thogail le CNT. Tha an stuth co-dhèanta silicon-charbon air a chlàradh mar S2.
Tha feartan moirfeòlais an stuth co-dhèanta silicon-carbon a chaidh ullachadh le còmhdach carboin ìre-chruaidh air an sealltainn ann am Figear 7. Às dèidh carbonachadh, tha còmhdach follaiseach air an uachdar, mar a chithear ann am Figear 7(a). Tha Figear 7(b) a’ sealltainn gu bheil nanoparticles cumadh stiall anns an earrann-tarsainn, a tha a’ freagairt ri feartan moirfeòlais nan nanosheets. Bidh cruinneachadh nan nanosheets a’ cruthachadh structar porous. Chan eil lìonadh follaiseach air uachdar nan nanosheets a-staigh, a’ nochdadh nach eil an còmhdach carboin ìre-chruaidh a’ cruthachadh ach còmhdach carboin le structar porous, agus nach eil còmhdach a-staigh ann airson nan nanosheets silicon. Tha an stuth co-dhèanta silicon-carbon seo air a chlàradh mar S3.
Chaidh an deuchainn cosgais is sgaoilidh leth-chealla seòrsa putan a dhèanamh air S2 agus S3. B’ e 1120.2 mAh/g agus 84.8%, fa leth, comas sònraichte agus a’ chiad èifeachdas aig S2, agus b’ e 882.5 mAh/g agus 82.9%, fa leth, comas sònraichte agus a’ chiad èifeachdas aig S3. B’ e an comas sònraichte agus a’ chiad èifeachdas den sampall S3 còmhdaichte le ìre chruaidh an fheadhainn as ìsle, a’ nochdadh nach deach ach còmhdach gualain a dhèanamh air an structar porous, agus nach deach còmhdach gualain a dhèanamh air na nanosheets silicon a-staigh, agus cha b’ urrainn dha làn-chluich a thoirt do chomas sònraichte an stuth stèidhichte air silicon agus nach b’ urrainn dha uachdar an stuth stèidhichte air silicon a dhìon. Bha a’ chiad èifeachdas den sampall S2 às aonais CNT cuideachd nas ìsle na èifeachdas an stuth co-dhèanta silicon-carbon anns a bheil CNT, a’ nochdadh, air bunait deagh shreath còmhdaich, gu bheil an lìonra giùlain agus ìre nas àirde de structar porous a’ cur ri leasachadh èifeachdas cosgais is sgaoilidh an stuth silicon-carbon.
Chaidh an stuth silicon-carbon S1 a chleachdadh gus bataraidh làn-phasgan bog beag a dhèanamh gus coileanadh an reata agus coileanadh a’ chearcaill a sgrùdadh. Tha lùb an reata sgaoilidh air a shealltainn ann am Figear 8(a). Tha comasan sgaoilidh 0.2C, 0.5C, 1C, 2C agus 3C 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 agus 1.021 Ah, fa leth. Tha an reata sgaoilidh 1C cho àrd ri 98.3%, ach tha an reata sgaoilidh 2C a’ tuiteam gu 73.3%, agus tha an reata sgaoilidh 3C a’ tuiteam tuilleadh gu 34.4%. Gus a dhol a-steach don bhuidheann iomlaid electrode àicheil silicon, cuir WeChat: shimobang ris. A thaobh reata cosgais, tha comasan cosgais 0.2C, 0.5C, 1C, 2C agus 3C 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 agus 2.289 Ah, fa leth. Tha an ìre cosgais 1C aig 96.7%, agus tha an ìre cosgais 2C fhathast a’ ruighinn 84.3%. Ach, a’ coimhead air a’ lùb cosgais ann am Figear 8(b), tha an àrd-ùrlar cosgais 2C gu math nas motha na an àrd-ùrlar cosgais 1C, agus tha a chomas cosgais bholtaids seasmhach a’ dèanamh suas a’ mhòr-chuid (55%), a’ nochdadh gu bheil polarachadh bataraidh ath-thagraidh 2C mar-thà glè mhòr. Tha deagh choileanadh cosgais is dì-luchdachadh aig an stuth silicon-carbon aig 1C, ach feumar feartan structarail an stuth a leasachadh tuilleadh gus coileanadh ìre nas àirde a choileanadh. Mar a chithear ann am Figear 9, às deidh 450 cearcall, tha an ìre gleidhidh comas aig 78%, a’ sealltainn deagh choileanadh cearcall.
Chaidh staid uachdar an electrod ro agus às dèidh a’ chearcaill a sgrùdadh le SEM, agus tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 10. Ron chearcall, tha uachdar nan stuthan grafait agus silicon-carbon soilleir [Figear 10(a)]; às dèidh a’ chearcaill, tha còmhdach còmhdaich air a chruthachadh gu follaiseach air an uachdar [Figear 10(b)], a tha na fhilm SEI tiugh. Garbh-chruth film SEI Tha caitheamh lithium gnìomhach àrd, rud nach eil a’ cur ri coileanadh a’ chearcaill. Mar sin, faodaidh brosnachadh cruthachadh film SEI rèidh (leithid togail film SEI fuadain, cuir-ris electrolyte iomchaidh, msaa.) coileanadh a’ chearcaill a leasachadh. Tha an amharc SEM thar-roinneil de na gràineanan silicon-carbon às dèidh a’ chearcaill [Figear 10(c)] a’ sealltainn gu bheil na nanoparticles silicon stiall-chruthach tùsail air fàs nas garbh agus gu bheil an structar porous air a thoirt air falbh gu ìre mhòr. Tha seo gu ìre mhòr mar thoradh air leudachadh agus giorrachadh meud leantainneach an stuth silicon-carbon rè a’ chearcaill. Mar sin, feumar an structar porous a leasachadh tuilleadh gus àite maothachaidh gu leòr a thoirt seachad airson leudachadh meud an stuth stèidhichte air silicon.
3 Co-dhùnadh
Stèidhichte air leudachadh meud, droch ghiùlan agus droch sheasmhachd eadar-aghaidh stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon, tha am pàipear seo a’ dèanamh leasachaidhean targaichte, bho chumadh morf-eòlas nan nano-dhuilleagan silicon, togail structar porous, togail lìonra giùlain agus còmhdach gualain iomlan de na gràineanan àrd-sgoile gu lèir, gus seasmhachd stuthan electrode àicheil stèidhichte air silicon a leasachadh gu h-iomlan. Faodaidh cruinneachadh nan nano-dhuilleagan silicon structar porous a chruthachadh. Brosnaichidh toirt a-steach CNT cruthachadh structar porous tuilleadh. Tha buaidh còmhdach gualain dùbailte aig an stuth co-dhèanta silicon-carbon a chaidh ullachadh le còmhdach ìre leaghaidh na an fheadhainn a chaidh ullachadh le còmhdach ìre chruaidh, agus tha e a’ nochdadh comas sònraichte agus ciad èifeachdas nas àirde. A bharrachd air an sin, tha a’ chiad èifeachdas den stuth co-dhèanta silicon-carbon anns a bheil CNT nas àirde na an fheadhainn às aonais CNT, a tha gu ìre mhòr mar thoradh air an ìre nas àirde de chomas structar porous gus leudachadh meud stuthan stèidhichte air silicon a lughdachadh. Togaidh toirt a-steach CNT lìonra giùlain trì-thaobhach, leasaichidh e seoltachd stuthan stèidhichte air silicon, agus seallaidh e deagh choileanadh ìre aig 1C; agus tha an stuth a’ sealltainn deagh choileanadh cearcall. Ach, feumar structar porous an stuth a neartachadh tuilleadh gus àite maothachaidh gu leòr a thoirt seachad airson leudachadh meud silicon, agus gus cruthachadh rèidh a bhrosnachadh.agus film SEI dùmhail gus coileanadh cearcall an stuth co-dhèanta silicon-carbon a leasachadh tuilleadh.
Bidh sinn cuideachd a’ toirt seachad toraidhean grafait agus silicon carbide àrd-ghlan, a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann an giullachd wafer leithid oxidation, distribution, agus annealing.
Fàilte air luchd-ceannach sam bith bho air feadh an t-saoghail tadhal oirnn airson tuilleadh deasbaid!
https://www.vet-china.com/
Àm puist: 13 dhen t-Samhain 2024