הכנה ושיפור ביצועים של חומרים מרוכבים מסיליקון פחמן נקבובי

סוללות ליתיום-יון מתפתחות בעיקר לכיוון צפיפות אנרגיה גבוהה. בטמפרטורת החדר, חומרי אלקטרודה שלילית מבוססי סיליקון מתחברים לסגסוגת עם ליתיום ליצירת פאזה עשירה בליתיום, Li3.75Si, עם קיבולת ספציפית של עד 3572 מיליאמפר/גרם, שהיא גבוהה בהרבה מהקיבולת הספציפית התיאורטית של אלקטרודה שלילית גרפיט של 372 מיליאמפר/גרם. עם זאת, במהלך תהליך טעינה ופריקה חוזר ונשנה של חומרי אלקטרודה שלילית מבוססי סיליקון, טרנספורמציה של פאזה של Si ו-Li3.75Si יכולה לייצר התרחבות נפחית עצומה (כ-300%), מה שמוביל לאבקה מבנית של חומרי האלקטרודה ולהיווצרות מתמשכת של שכבת SEI, ובסופו של דבר תגרום לירידה מהירה בקיבולת. התעשייה משפרת בעיקר את ביצועי חומרי האלקטרודה השלילית מבוססי סיליקון ואת יציבותן של סוללות מבוססות סיליקון באמצעות ננו-גודל, ציפוי פחמן, יצירת נקבוביות וטכנולוגיות אחרות.

לחומרי פחמן יש מוליכות טובה, עלות נמוכה ומקורות נרחבים. הם יכולים לשפר את המוליכות ואת יציבות פני השטח של חומרים מבוססי סיליקון. הם משמשים באופן מועדף כתוספים לשיפור ביצועים עבור אלקטרודות שליליות מבוססות סיליקון. חומרי סיליקון-פחמן הם כיוון הפיתוח המרכזי של אלקטרודות שליליות מבוססות סיליקון. ציפוי פחמן יכול לשפר את יציבות פני השטח של חומרים מבוססי סיליקון, אך יכולתו לעכב את התפשטות נפח הסיליקון היא כללית ואינה יכולה לפתור את בעיית התפשטות נפח הסיליקון. לכן, על מנת לשפר את היציבות של חומרים מבוססי סיליקון, יש לבנות מבנים נקבוביים. טחינה בכדורים היא שיטה מתועשת להכנת ננו-חומרים. ניתן להוסיף תוספים או רכיבי חומר שונים לתרחיף המתקבל בטחינה בכדורים בהתאם לדרישות התכנון של החומר המרוכב. התרחיף מפוזרת באופן שווה בין תרחיפים שונים ומיובשת בהתזה. במהלך תהליך הייבוש המיידי, הננו-חלקיקים ורכיבים אחרים בתרחיף ייצרו באופן ספונטני מאפיינים מבניים נקבוביים. מאמר זה משתמש בטכנולוגיית טחינה בכדורים וייבוש בהתזה מתועשת וידידותית לסביבה כדי להכין חומרים מבוססי סיליקון נקבוביים.

ניתן לשפר את ביצועיהם של חומרים מבוססי סיליקון גם על ידי ויסות המורפולוגיה ומאפייני הפיזור של ננו-חומרי סיליקון. כיום, הוכנו חומרים מבוססי סיליקון בעלי מורפולוגיות ומאפייני פיזור שונים, כגון ננו-מוטות סיליקון, ננו-סיליקון משובץ גרפיט נקבובי, ננו-סיליקון המפוזר בכדורי פחמן, מבנים נקבוביים של מערך סיליקון/גרפן וכו'. באותו קנה מידה, בהשוואה לננו-חלקיקים, ננו-גיליונות יכולים לדכא טוב יותר את בעיית הריסוק הנגרמת מהתפשטות נפח, ולחומר יש צפיפות דחיסה גבוהה יותר. הערימה הלא מסודרת של ננו-גיליונות יכולה גם ליצור מבנה נקבובי. כדי להצטרף לקבוצת חילופי האלקטרודות השליליות של סיליקון, יש לספק מרחב חיץ להתפשטות הנפח של חומרי סיליקון. הכנסת ננו-צינוריות פחמן (CNTs) יכולה לא רק לשפר את המוליכות של החומר, אלא גם לקדם את היווצרותם של מבנים נקבוביים של החומר בשל תכונותיו המורפולוגיות החד-ממדיות. אין דיווחים על מבנים נקבוביים שנבנו על ידי ננו-גיליונות סיליקון ו-CNTs. מאמר זה מאמץ את שיטות טחינה כדורית, טחינה ופיזור, ייבוש בהתזה, ציפוי מקדים של פחמן וקלינצינציה הניתנות לביצוע בתעשייה, ומציג מקדמים נקבוביים בתהליך ההכנה להכנת חומרי אלקטרודה שלילית מבוססי סיליקון נקבוביים הנוצרים על ידי הרכבה עצמית של ננו-גיליונות סיליקון וננו-ניטרול מצופה סיליקון. תהליך ההכנה פשוט, ידידותי לסביבה, ואין נוצרים נוזלי פסולת או שאריות פסולת. ישנם דיווחים רבים בספרות על ציפוי פחמן של חומרים מבוססי סיליקון, אך ישנם מעט דיונים מעמיקים על השפעת הציפוי. מאמר זה משתמש באספלט כמקור פחמן כדי לחקור את ההשפעות של שתי שיטות ציפוי פחמן, ציפוי פאזה נוזלית וציפוי פאזה מוצקה, על אפקט הציפוי והביצועים של חומרי אלקטרודה שלילית מבוססי סיליקון.

ניסוי 1

1.1 הכנת החומר

הכנת חומרים מרוכבים נקבוביים מסיליקון-פחמן כוללת בעיקר חמישה שלבים: טחינה בכדורים, טחינה ופיזור, ייבוש בהתזה, ציפוי מקדים של פחמן ופחמון. ראשית, שוקלים 500 גרם של אבקת סיליקון ראשונית (מקומית, טוהר 99.99%), מוסיפים 2000 גרם של איזופרופנול, ובוצעים טחינה בכדורים רטובה במהירות טחינה בכדורים של 2000 סל"ד למשך 24 שעות כדי לקבל תרחיף סיליקון בקנה מידה ננומטרי. תרחיף הסיליקון המתקבל מועבר למיכל העברת פיזור, והחומרים מוסיפים בהתאם ליחס המסה של סיליקון: גרפיט (מיוצר בשנגחאי, דרגת סוללה): ננו-צינוריות פחמן (מיוצרות בטיינג'ין, דרגת סוללה): פוליוויניל פירולידון (מיוצר בטיינג'ין, דרגת אנליטית) = 40:60:1.5:2. איזופרופנול משמש להתאמת תכולת המוצקים, ותכולת המוצקים מתוכננת להיות 15%. טחינה ופיזור מבוצעים במהירות פיזור של 3500 סל"ד למשך 4 שעות. קבוצה נוספת של תרחיפים ללא תוספת CNTs מושוותה, והחומרים האחרים זהים. התרחיף המפוזר המתקבל מועבר לאחר מכן למיכל הזנה לייבוש בהתזה, וייבוש בהתזה מתבצע באווירה מוגנת חנקן, כאשר טמפרטורות הכניסה והיציאה הן 180 ו-90 מעלות צלזיוס, בהתאמה. לאחר מכן הושוו שני סוגי ציפוי פחמן, ציפוי פאזה מוצקה וציפוי פאזה נוזלית. שיטת הציפוי פאזה מוצקה היא: האבקה המיובשת בהתזה מעורבבת עם 20% אבקת אספלט (תוצרת קוריאה, D50 הוא 5 מיקרון), מעורבבת במיקסר מכני במשך 10 דקות, ומהירות הערבוב היא 2000 סל"ד כדי לקבל אבקה מצופה מראש. שיטת הציפוי פאזה נוזלית היא: האבקה המיובשת בהתזה מוסיפה לתמיסת קסילן (תוצרת טיינג'ין, דרגה אנליטית) המכילה 20% אספלט מומס באבקה בתכולת מוצקים של 55%, ומערבבת בוואקום באופן שווה. אפו בתנור ואקום בטמפרטורה של 85 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות, הכניסו למיקסר מכני לערבוב, מהירות הערבוב היא 2000 סל"ד, וזמן הערבוב הוא 10 דקות לקבלת אבקה מצופה מראש. לבסוף, האבקה המצופה מראש עברה שריצה בכבשן סיבובי תחת אטמוספירת חנקן בקצב חימום של 5 מעלות צלזיוס לדקה. תחילה היא נשמרה בטמפרטורה קבועה של 550 מעלות צלזיוס למשך שעתיים, לאחר מכן המשיכה להתחמם עד 800 מעלות צלזיוס ונשמרה בטמפרטורה קבועה למשך שעתיים, ולאחר מכן מקוררה באופן טבעי מתחת ל-100 מעלות צלזיוס ופריקה לקבלת חומר מרוכב סיליקון-פחמן.

1.2 שיטות אפיון

פיזור גודל החלקיקים של החומר נותח באמצעות בודק גודל חלקיקים (גרסת Mastersizer 2000, תוצרת בריטניה). האבקות שהתקבלו בכל שלב נבדקו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (Regulus8220, תוצרת יפן) כדי לבחון את המורפולוגיה והגודל של האבקות. מבנה הפאזה של החומר נותח באמצעות מנתח דיפרקציית אבקה בקרני רנטגן (D8 ADVANCE, תוצרת גרמניה), וההרכב האלמנטרי של החומר נותח באמצעות מנתח ספקטרום אנרגיה. החומר המרוכב סיליקון-פחמן שהתקבל שימש לייצור חצי תא כפתור מדגם CR2032, ויחס המסה של סיליקון-פחמן: SP:CNT:CMC:SBR היה 92:2:2:1.5:2.5. האלקטרודה הנגדית היא יריעת ליתיום מתכתית, האלקטרוליט הוא אלקטרוליט מסחרי (דגם 1901, תוצרת קוריאה), נעשה שימוש בסרעפת Celgard 2320, טווח מתח הטעינה והפריקה הוא 0.005-1.5 וולט, זרם הטעינה והפריקה הוא 0.1 מעלות צלזיוס (1 מעלות צלזיוס = 1 אמפר), וזרם ניתוק הפריקה הוא 0.05 מעלות צלזיוס.

על מנת לחקור לעומק את ביצועי חומרי הסיליקון-פחמן מרוכבים, יוצרה סוללת אריזה רכה קטנה מצופה למינציה מדגם 408595. האלקטרודה החיובית משתמשת ב-NCM811 (תוצרת חונאן, בדרגת סוללה), והגרפיט של האלקטרודה השלילית מסומם ב-8% חומר סיליקון-פחמן. נוסחת תרחיף האלקטרודה החיובית מורכבת מ-96% NCM811, 1.2% פוליווינילידן פלואוריד (PVDF), 2% חומר מוליך SP, 0.8% CNT, ו-NMP משמש כחומר פיזור; נוסחת תרחיף האלקטרודה השלילית מורכבת מ-96% חומר אלקטרודה שלילית מרוכב, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, ומים משמשים כחומר פיזור. לאחר ערבוב, ציפוי, גלגול, חיתוך, למינציה, ריתוך בלשונית, אריזה, אפייה, הזרקת נוזלים, יצירה וחלוקת קיבולת, הוכנו סוללות אריזה רכה קטנות מצופות למינציה מדגם 408595 בעלות קיבולת מדורגת של 3 אמפר/שעה. נבדקו ביצועי הקצב של 0.2C, 0.5C, 1C, 2C ו-3C וביצועי המחזור של טעינה 0.5C ופריקה 1C. טווח מתחי הטעינה והפריקה היה 2.8-4.2 וולט, זרם קבוע ומתח טעינה קבוע, וזרם הניתוק היה 0.5C.

2 תוצאות ודיון

אבקת הסיליקון הראשונית נצפתה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM). אבקת הסיליקון הייתה גרגירית באופן לא סדיר עם גודל חלקיקים של פחות מ-2 מיקרומטר, כפי שמוצג באיור 1(א). לאחר טחינת כדורים, גודל אבקת הסיליקון הצטמצם משמעותית לכ-100 ננומטר [איור 1(ב)]. בדיקת גודל החלקיקים הראתה כי ה-D50 של אבקת הסיליקון לאחר טחינת כדורים היה 110 ננומטר ו-D90 היה 175 ננומטר. בחינה מדוקדקת של המורפולוגיה של אבקת הסיליקון לאחר טחינת כדורים מראה מבנה פריך (היווצרות המבנה הפרך תאומת עוד יותר באמצעות חתך SEM בהמשך). לכן, נתוני ה-D90 שהתקבלו מבדיקת גודל החלקיקים צריכים להיות ממד האורך של הננו-יריעת הסיליקון. בשילוב עם תוצאות ה-SEM, ניתן לשפוט שגודל הננו-יריעת הסיליקון המתקבל קטן מהערך הקריטי של 150 ננומטר של שבירה של אבקת סיליקון במהלך טעינה ופריקה בממד אחד לפחות. היווצרות המורפולוגיה הפתיתי נובעת בעיקר מאנרגיות דיסוציאציה שונות של מישורי הגביש של סיליקון גבישי, שביניהן למישור {111} של סיליקון יש אנרגיית דיסוציאציה נמוכה יותר מאשר למישורי הגביש {100} ו-{110}. לכן, מישור גבישי זה מדלל בקלות רבה יותר על ידי טחינה בכדורים, ולבסוף יוצר מבנה פתיתי. המבנה הפתיתי תורם להצטברות של מבנים רופפים, שומר מקום להתפשטות נפחית של סיליקון ומשפר את יציבות החומר.

התרחיף המכיל ננו-סיליקון, CNT וגרפיט רוסס, והאבקה לפני ואחרי הריסוס נבדקה באמצעות SEM. התוצאות מוצגות באיור 2. מטריצת הגרפיט שנוספה לפני הריסוס היא מבנה פתיתים טיפוסי בגודל של 5 עד 20 מיקרומטר [איור 2(א)]. מבחן פיזור גודל החלקיקים של גרפיט מראה ש-D50 הוא 15 מיקרומטר. לאבקה המתקבלת לאחר הריסוס יש מורפולוגיה כדורית [איור 2(ב)], וניתן לראות שהגרפיט מצופה בשכבת הציפוי לאחר הריסוס. ה-D50 של האבקה לאחר הריסוס הוא 26.2 מיקרומטר. המאפיינים המורפולוגיים של החלקיקים המשניים נצפו באמצעות SEM, והראו את המאפיינים של מבנה נקבובי רופף שהצטבר על ידי ננו-חומרים [איור 2(ג)]. המבנה הנקבובי מורכב מננו-גיליונות סיליקון ו-CNTs שלובים זה בזה [איור 2(ד)], ושטח הפנים הספציפי של הבדיקה (BET) גבוה עד 53.3 מ"ר/גרם. לכן, לאחר הריסוס, ננו-גיליונות סיליקון ו-CNTs מתאספים מעצמם ויוצרים מבנה נקבובי.

השכבה הנקבובית טופלה בציפוי פחמן נוזלי, ולאחר הוספת זפת של ציפוי פחמן ופחמון, בוצעה תצפית SEM. התוצאות מוצגות באיור 3. לאחר ציפוי מקדים של פחמן, פני השטח של החלקיקים המשניים הופכים חלקים, עם שכבת ציפוי ברורה, והציפוי הושלם, כפי שמוצג באיורים 3(א) ו-(ב). לאחר הפחמון, שכבת ציפוי פני השטח שומרת על מצב ציפוי טוב [איור 3(ג)]. בנוסף, תמונת ה-SEM בחתך מציגה ננו-חלקיקים בצורת רצועה [איור 3(ד)], התואמים את המאפיינים המורפולוגיים של ננו-יריעות, מה שמאמת עוד יותר את היווצרות ננו-יריעות סיליקון לאחר טחינה בכדורים. בנוסף, איור 3(ד) מראה שישנם חומרי מילוי בין חלק מהננו-יריעות. זה נובע בעיקר משימוש בשיטת ציפוי בפאזה נוזלית. תמיסת האספלט תחדור לחומר, כך שפני השטח של ננו-יריעות הסיליקון הפנימיות יקבלו שכבת מגן של ציפוי פחמן. לכן, באמצעות ציפוי בפאזה נוזלית, בנוסף להשגת אפקט ציפוי החלקיקים המשניים, ניתן להשיג גם את אפקט ציפוי הפחמן הכפול של ציפוי החלקיקים הראשוניים. האבקה המפוחמת נבדקה על ידי BET, ותוצאת הבדיקה הייתה 22.3 מ"ר/גרם.

האבקה המפחומה עברה ניתוח ספקטרום אנרגיה חתך-רוחב (EDS), והתוצאות מוצגות באיור 4(א). הליבה בגודל מיקרון היא רכיב C, התואם למטריצת הגרפיט, והציפוי החיצוני מכיל סיליקון וחמצן. כדי לחקור עוד יותר את מבנה הסיליקון, בוצע בדיקת דיפרקציית קרני רנטגן (XRD), והתוצאות מוצגות באיור 4(ב). החומר מורכב בעיקר מגרפיט ומסיליקון גבישי יחיד, ללא מאפייני תחמוצת סיליקון ברורים, דבר המצביע על כך שרכיב החמצן בבדיקת ספקטרום האנרגיה נובע בעיקר מחמצון טבעי של פני השטח של הסיליקון. החומר המרוכב סיליקון-פחמן נרשם כ-S1.

חומר הסיליקון-פחמן S1 שהוכן עבר בדיקות ייצור של חצי תאי כפתור ומבחני טעינה-פריקה. עקומת הטעינה-פריקה הראשונה מוצגת באיור 5. הקיבולת הסגולית ההפיכה היא 1000.8 מיליאמפר/גרם, ויעילות המחזור הראשון גבוהה עד 93.9%, שהיא גבוהה מהיעילות הראשונה של רוב החומרים מבוססי הסיליקון ללא קדם-ליתיאציה שדווחה בספרות. היעילות הראשונה הגבוהה מצביעה על כך שלחומר המרוכב סיליקון-פחמן שהוכן יש יציבות גבוהה. על מנת לאמת את השפעות המבנה הנקבובי, הרשת המוליכה וציפוי הפחמן על יציבותם של חומרי סיליקון-פחמן, הוכנו שני סוגים של חומרי סיליקון-פחמן ללא הוספת CNT וללא ציפוי פחמן ראשוני.

המורפולוגיה של האבקה המפוחמת של החומר המרוכב סיליקון-פחמן ללא תוספת CNT מוצגת באיור 6. לאחר ציפוי בשלב נוזלי ופחמון, ניתן לראות בבירור שכבת ציפוי על פני החלקיקים המשניים באיור 6(א). חתך הרוחב SEM של החומר המפוחם מוצג באיור 6(ב). לערום ננו-יריעות הסיליקון יש מאפיינים נקבוביים, ומבחן BET הוא 16.6 מ"ר/גרם. עם זאת, בהשוואה למקרה עם CNT [כפי שמוצג באיור 3(ד), מבחן BET של האבקה המפוחמת שלו הוא 22.3 מ"ר/גרם], צפיפות הערימה הפנימית של ננו-סיליקון גבוהה יותר, דבר המצביע על כך שתוספת CNT יכולה לקדם היווצרות של מבנה נקבובי. בנוסף, לחומר אין רשת מוליכה תלת-ממדית שנבנתה על ידי CNT. חומר המרוכב סיליקון-פחמן רשום כ-S2.

המאפיינים המורפולוגיים של חומר מרוכב סיליקון-פחמן שהוכן על ידי ציפוי פחמן בפאזה מוצקה מוצגים באיור 7. לאחר הפחמן, יש שכבת ציפוי ברורה על פני השטח, כפי שמוצג באיור 7(א). איור 7(ב) מראה כי ישנם חלקיקים ננו-חלקיקים בצורת רצועה בחתך הרוחב, התואמים את המאפיינים המורפולוגיים של ננו-יריעות. הצטברות הננו-יריעות יוצרת מבנה נקבובי. אין חומר מילוי ברור על פני הננו-יריעות הפנימיות, דבר המצביע על כך שציפוי הפחמן בפאזה מוצקה יוצר רק שכבת ציפוי פחמן עם מבנה נקבובי, ואין שכבת ציפוי פנימית עבור ננו-יריעות הסיליקון. חומר מרוכב סיליקון-פחמן זה רשום כ-S3.

מבחן הטעינה והפריקה של חצי תא מסוג כפתור נערך על S2 ו-S3. הקיבולת הסגולית והיעילות הראשונה של S2 היו 1120.2 מיליאמפר/גרם ו-84.8%, בהתאמה, והקיבולת הסגולית והיעילות הראשונה של S3 היו 882.5 מיליאמפר/גרם ו-82.9%, בהתאמה. הקיבולת הסגולית והיעילות הראשונה של דגימת S3 המצופה בשלב מוצק היו הנמוכות ביותר, דבר המצביע על כך שרק ציפוי פחמן של המבנה הנקבובי בוצע, ולא בוצע ציפוי פחמן של ננו-יריעות הסיליקון הפנימיות, דבר שלא הצליח לתת משחק מלא לקיבולת הסגולית של החומר מבוסס הסיליקון ולא הצליח להגן על פני השטח של החומר מבוסס הסיליקון. היעילות הראשונה של דגימת S2 ללא CNT הייתה נמוכה יותר מזו של החומר המרוכב סיליקון-פחמן המכיל CNT, דבר המצביע על כך שעל בסיס שכבת ציפוי טובה, הרשת המוליכה ורמה גבוהה יותר של מבנה נקבובי תורמים לשיפור יעילות הטעינה והפריקה של חומר הסיליקון-פחמן.

חומר הסיליקון-פחמן S1 שימש לייצור סוללה רכה קטנה ומלאה כדי לבחון את ביצועי הקצב וביצועי המחזור. עקומת קצב הפריקה מוצגת באיור 8(א). קיבולות הפריקה של 0.2C, 0.5C, 1C, 2C ו-3C הן 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 ו-1.021 Ah, בהתאמה. קצב הפריקה של 1C גבוה עד 98.3%, אך קצב הפריקה של 2C יורד ל-73.3%, וקצב הפריקה של 3C יורד עוד יותר ל-34.4%. כדי להצטרף לקבוצת החלפת האלקטרודות השליליות של סיליקון, אנא הוסיפו את WeChat: shimobang. מבחינת קצב טעינה, קיבולות הטעינה של 0.2C, 0.5C, 1C, 2C ו-3C הן 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 ו-2.289 Ah, בהתאמה. קצב הטעינה של 1C הוא 96.7%, וקצב הטעינה של 2C עדיין מגיע ל-84.3%. עם זאת, בהתבוננות בעקומת הטעינה באיור 8(ב), פלטפורמת הטעינה של 2C גדולה משמעותית מפלטפורמת הטעינה של 1C, וקיבולת הטעינה במתח קבוע שלה מהווה את רובה (55%), דבר המצביע על כך שהקיטוב של סוללת הנטענת 2C כבר גדול מאוד. לחומר הסיליקון-פחמן ביצועי טעינה ופריקה טובים ב-1C, אך יש לשפר עוד יותר את המאפיינים המבניים של החומר כדי להשיג ביצועי קצב גבוהים יותר. כפי שמוצג באיור 9, לאחר 450 מחזורים, שיעור שימור הקיבולת הוא 78%, דבר המראה ביצועי מחזור טובים.

מצב פני השטח של האלקטרודה לפני ואחרי המחזור נחקר באמצעות SEM, והתוצאות מוצגות באיור 10. לפני המחזור, פני השטח של חומרי הגרפיט והסיליקון-פחמן צלולים [איור 10(א)]; לאחר המחזור, נוצרת שכבת ציפוי באופן ברור על פני השטח [איור 10(ב)], שהיא סרט SEI עבה. חספוס סרט SEI צריכת הליתיום הפעילה גבוהה, דבר שאינו תורם לביצועי המחזור. לכן, קידום היווצרות סרט SEI חלק (כגון בניית סרט SEI מלאכותי, הוספת תוספי אלקטרוליט מתאימים וכו') יכול לשפר את ביצועי המחזור. תצפית SEM חתך-רוחב של חלקיקי הסיליקון-פחמן לאחר המחזור [איור 10(ג)] מראה כי חלקיקי הננו-חלקיקים המקוריים בצורת פס הפכו גסים יותר והמבנה הנקבובי כמעט בוטל. זה נובע בעיקר מהתפשטות והתכווצות נפח מתמשכות של חומר הסיליקון-פחמן במהלך המחזור. לכן, יש לשפר עוד יותר את המבנה הנקבובי כדי לספק מספיק שטח חיץ להתפשטות הנפח של החומר מבוסס הסיליקון.

3 סיכום

בהתבסס על התפשטות הנפח, מוליכות ירודה ויציבות ממשק ירודה של חומרי אלקטרודה שלילית מבוססי סיליקון, מאמר זה מבצע שיפורים ממוקדים, החל מעיצוב המורפולוגיה של ננו-יריעות סיליקון, בניית מבנה נקבובי, בניית רשת מוליכה וציפוי פחמן מלא של כל החלקיקים המשניים, כדי לשפר את היציבות של חומרי אלקטרודה שלילית מבוססי סיליקון בכללותה. הצטברות של ננו-יריעות סיליקון יכולה ליצור מבנה נקבובי. הכנסת CNT תקדם עוד יותר את היווצרותו של מבנה נקבובי. לחומר המרוכב סיליקון-פחמן המוכן על ידי ציפוי פאזה נוזלית יש אפקט ציפוי פחמן כפול מזה המוכן על ידי ציפוי פאזה מוצקה, והוא מציג קיבולת ספציפית ויעילות ראשונה גבוהות יותר. בנוסף, היעילות הראשונה של חומר מרוכב סיליקון-פחמן המכיל CNT גבוהה יותר מזו ללא CNT, וזה נובע בעיקר מיכולתו הגבוהה יותר של המבנה הנקבובי להקל על התפשטות הנפח של חומרים מבוססי סיליקון. הכנסת CNT תבנה רשת מוליכה תלת-ממדית, תשפר את המוליכות של חומרים מבוססי סיליקון ותציג ביצועי קצב טובים ב-1C; והחומר מציג ביצועי מחזור טובים. עם זאת, יש לחזק עוד יותר את המבנה הנקבובי של החומר כדי לספק מספיק שטח חיץ להתפשטות הנפח של הסיליקון, ולקדם היווצרות של שכבה חלקה.וסרט SEI צפוף כדי לשפר עוד יותר את ביצועי המחזור של החומר המרוכב סיליקון-פחמן.

אנו מספקים גם מוצרי גרפיט וסיליקון קרביד בעלי טוהר גבוה, הנמצאים בשימוש נרחב בעיבוד ופלים כמו חמצון, דיפוזיה וחישול.

ברוכים הבאים לכל לקוחות מכל רחבי העולם לבקר אותנו לדיון נוסף!

https://www.vet-china.com/