Lithium-Ionen-Batterien entwéckele sech haaptsächlech a Richtung vun héijer Energiedicht. Bei Raumtemperatur legéiere sech Silizium-baséiert negativ Elektrodenmaterialien mat Lithium fir e lithiumräicht Produkt Li3.75Si Phas ze produzéieren, mat enger spezifescher Kapazitéit vu bis zu 3572 mAh/g, wat vill méi héich ass wéi déi theoretesch spezifesch Kapazitéit vun enger Graphit-Negativelektrode vun 372 mAh/g. Wéi och ëmmer, wärend dem widderhollten Op- an Entluedungsprozess vu Silizium-baséierte negativen Elektrodenmaterialien kann d'Phasentransformatioun vu Si a Li3.75Si eng enorm Volumenausdehnung (ongeféier 300%) verursaachen, wat zu enger struktureller Pudderung vun den Elektrodenmaterialien an enger kontinuéierlecher Bildung vun engem SEI-Film féiert, a schliisslech zu engem séieren Réckgang vun der Kapazitéit féiert. D'Industrie verbessert haaptsächlech d'Leeschtung vu Silizium-baséierte negativen Elektrodenmaterialien an d'Stabilitéit vu Silizium-baséierte Batterien duerch Nano-Sizing, Kuelestoffbeschichtung, Porebildung an aner Technologien.
Kuelestoffmaterialien hunn eng gutt Konduktivitéit, si bëlleg a kënne vill verschidde Quellen ubidden. Si kënnen d'Konduktivitéit an d'Uewerflächenstabilitéit vu Siliziumbaséierte Materialien verbesseren. Si gi bevorzugt als Leeschtungsverbesserungsadditive fir Siliziumbaséiert negativ Elektroden benotzt. Silizium-Kuelestoffmaterialien sinn déi wichtegst Entwécklungsrichtung vu Siliziumbaséierten negativ Elektroden. Kuelestoffbeschichtunge kënnen d'Uewerflächenstabilitéit vu Siliziumbaséierte Materialien verbesseren, awer seng Fäegkeet, d'Volumenausdehnung vu Silizium ze hemmen, ass allgemeng a kann de Problem vun der Volumenausdehnung vu Silizium net léisen. Dofir mussen, fir d'Stabilitéit vu Siliziumbaséierte Materialien ze verbesseren, poréis Strukturen gebaut ginn. Kugelfräsen ass eng industrialiséiert Method fir Nanomaterialien ze preparéieren. Verschidden Additive oder Materialkomponenten kënnen dem Schlamm, deen duerch Kugelfräsen kritt gëtt, no den Designufuerderunge vum Kompositmaterial bäigefüügt ginn. De Schlamm gëtt gläichméisseg duerch verschidde Schlamm verdeelt a sprëtzgedréchent. Wärend dem direkten Dréchnungsprozess bilden d'Nanopartikelen an aner Komponenten am Schlamm spontan poréis Strukturcharakteristiken. Dës Publikatioun benotzt industrialiséiert an ëmweltfrëndlech Kugelfräsen- a Sprëtzdréchnungstechnologie fir poréis Siliziumbaséiert Materialien ze preparéieren.
D'Leeschtung vu Siliziumbaséierte Materialien kann och verbessert ginn, andeems d'Morphologie an d'Verdeelungseigenschaften vu Silizium-Nanomaterialien geregelt ginn. De Moment goufen Siliziumbaséiert Materialien mat verschiddene Morphologien a Verdeelungseigenschaften hiergestallt, wéi Silizium-Nanostäbchen, poröst Graphit-agebett Nanosilizium, Nanosilizium a Kuelestoffkugelen verdeelt, Silizium/Graphen-Array-porös Strukturen, etc. Am selwechte Moossstaf, am Verglach mat Nanopartikelen, kënnen Nanoschichten de Zerquetschungsproblem, deen duerch Volumenausdehnung verursaacht gëtt, besser ënnerdrécken, an d'Material huet eng méi héich Verdichtungungsdicht. Déi ongeuerdnet Stapelung vun Nanoschichten kann och eng porös Struktur bilden. Fir sech der Silizium-Negativelektrodenaustauschgrupp unzeschléissen. E Pufferraum fir d'Volumenausdehnung vu Siliziummaterialien ze bidden. D'Aféierung vu Kuelestoffnanoröhrchen (CNTs) kann net nëmmen d'Leetfäegkeet vum Material verbesseren, mä och d'Bildung vu poröse Strukturen vum Material förderen wéinst senge eendimensionale morphologesche Charakteristiken. Et gëtt keng Berichter iwwer porös Strukturen, déi aus Silizium-Nanoschichten an CNTs konstruéiert goufen. Dësen Artikel benotzt déi industriell uwendbar Methoden wéi Kugelfräsen, Schleifen an Dispersioun, Sprëtztrocknung, Kuelestoffvirbeschichtung a Kalzinatioun, a féiert poréis Promoteuren am Virbereedungsprozess an, fir poréis Siliziumbaséiert negativ Elektrodenmaterialien ze preparéieren, déi duerch Selbstassembléierung vu Silizium-Nanoschichten an CNTs geformt ginn. De Virbereedungsprozess ass einfach, ëmweltfrëndlech, an et gëtt keng Offallflëssegkeet oder Offallreschter generéiert. Et gëtt vill Literaturberichter iwwer Kuelestoffbeschichtung vu Siliziumbaséierte Materialien, awer et gëtt wéineg detailléiert Diskussiounen iwwer den Effekt vun der Beschichtung. Dëse Artikel benotzt Asphalt als Kuelestoffquell fir d'Effekter vun zwou Kuelestoffbeschichtungsmethoden, Flëssegkeetsphasebeschichtung a Festphasebeschichtung, op den Beschichtungseffekt an d'Leeschtung vu Siliziumbaséierten negativ Elektrodenmaterialien z'ënnersichen.
1 Experiment
1.1 Materialvirbereedung
D'Virbereedung vu porösen Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterialien ëmfaasst haaptsächlech fënnef Schrëtt: Kugelfräsen, Schleifen an Dispergéieren, Sprëtztrocknung, Kuelestoffvirbeschichtung a Karboniséierung. Als éischt gi 500 g Siliziumpulver (amerikanesch, 99,99% Rengheet) ofgewien, 2000 g Isopropanol derbäigesat, an e naass Kugelfräsen mat enger Kugelfräsgeschwindegkeet vun 2000 r/min fir 24 Stonnen duerchgefouert, fir e Siliziumschlamm am Nanoberäich ze kréien. De kritt Siliziumschlamm gëtt an en Dispersiounstransfertank transferéiert, an d'Materialien ginn no dem Masseverhältnis vu Silizium:Graphit (produzéiert zu Shanghai, Batteriequalitéit): Kuelestoffnanoröhrchen (produzéiert zu Tianjin, Batteriequalitéit): Polyvinylpyrrolidon (produzéiert zu Tianjin, analytesch Qualitéit) = 40:60:1,5:2 derbäigesat. Isopropanol gëtt benotzt fir de Feststoffgehalt unzepassen, an de Feststoffgehalt ass op 15% konzipéiert. Schleifen an Dispergéieren ginn mat enger Dispergéierungsgeschwindegkeet vun 3500 r/min fir 4 Stonnen duerchgefouert. Eng aner Grupp vu Schläim ouni Zousaz vu CNTs gëtt verglach, an déi aner Materialien sinn déiselwecht. Déi kritt dispergéiert Schläim gëtt dann an en Sprëtztrocknungstank transferéiert, an d'Sprëtztrocknung gëtt an enger Stéckstoffgeschützter Atmosphär duerchgefouert, mat den Entrée- an Auslaaftemperaturen vun 180 respektiv 90 °C. Duerno goufen zwou Zorte vu Kuelestoffbeschichtung verglach, Festphasebeschichtung a Flëssegkeetsphasebeschichtung. D'Festphasebeschichtungsmethod ass: dat sprëtztgedréchent Pulver gëtt mat 20% Asphaltpulver (hergestallt a Korea, D50 ass 5 μm) gemëscht, 10 Minutte laang an engem mechanesche Mixer gemëscht, an d'Mëschgeschwindegkeet ass 2000 r/min fir e virbeschichtete Pulver ze kréien. D'Flëssegkeetsphasebeschichtungsmethod ass: dat sprëtztgedréchent Pulver gëtt zu enger Xylolléisung (hergestallt an Tianjin, analytescher Qualitéit) bäigefüügt, déi 20% Asphalt am Pulver mat engem Feststoffgehalt vu 55% opgeléist enthält, a gläichméisseg am Vakuum geréiert. An engem Vakuumuewen bei 85°C fir 4 Stonnen baken, an e mechanesche Mixer fir ze vermëschen ginn, d'Mëschgeschwindegkeet ass 2000 r/min, an d'Mëschzäit ass 10 Minutten fir e virbeschichtete Pulver ze kréien. Schlussendlech gouf de virbeschichtete Pulver an engem Rotatiounsuewen ënner enger Stéckstoffatmosphär mat enger Heizgeschwindegkeet vu 5°C/min kalzinéiert. Et gouf fir d'éischt 2 Stonnen op enger konstanter Temperatur vu 550°C gehalen, dann weider op 800°C erhëtzt an 2 Stonnen op enger konstanter Temperatur gehalen, an dann natierlech op ënner 100°C ofgekillt an entlooss fir e Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial ze kréien.
1.2 Charakteriséierungsmethoden
D'Partikelgréisstverdeelung vum Material gouf mat engem Partikelgréisstmesser (Mastersizer 2000 Versioun, hiergestallt a Groussbritannien) analyséiert. D'Pulver, déi an all Schrëtt kritt goufen, goufen duerch Rasterelektronemikroskopie (Regulus8220, hiergestallt a Japan) getest, fir d'Morphologie an d'Gréisst vun de Pulver z'ënnersichen. D'Phasenstruktur vum Material gouf mat engem Röntgenpulverdiffraktiounsanalysator (D8 ADVANCE, hiergestallt an Däitschland) analyséiert, an d'Elementarzesummesetzung vum Material gouf mat engem Energiespektrumanalysator analyséiert. Dat kritt Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial gouf benotzt fir eng Knäppchenhallefzell vum Modell CR2032 ze maachen, an de Masseverhältnis vu Silizium-Kuelestoff: SP:CNT:CMC:SBR war 92:2:2:1,5:2,5. D'Géigeelektrod ass eng Metall-Lithiumplack, den Elektrolyt ass en kommerziellen Elektrolyt (Modell 1901, hiergestallt a Korea), et gëtt eng Celgard 2320 Membran benotzt, de Lade- an Entladespannungsberäich ass 0,005-1,5 V, de Lade- an Entladestroum ass 0,1 C (1 C = 1 A), an den Entladeabschlossstroum ass 0,05 C.
Fir d'Leeschtung vu Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterialien weider z'ënnersichen, gouf eng laminéiert kleng Weichpack-Batterie 408595 hiergestallt. Déi positiv Elektrod benotzt NCM811 (hergestallt an Hunan, Batteriequalitéit), an d'negativ Elektrod Graphit ass mat 8% Silizium-Kuelestoff-Material dotiéiert. D'Formel fir d'Positivelektrode-Schlamm besteet aus 96% NCM811, 1,2% Polyvinylidenfluorid (PVDF), 2% leitfäegem Agent SP, 0,8% CNT, an NMP gëtt als Dispergéierungsmëttel benotzt; d'Formel fir d'Negativelektrode-Schlamm besteet aus 96% Komposit-Negativelektrodematerial, 1,3% CMC, 1,5% SBR 1,2% CNT, a Waasser gëtt als Dispergéierungsmëttel benotzt. Nom Réieren, Beschichten, Walzen, Schneiden, Laminéieren, Lascheschweißen, Verpacken, Baken, Flëssegkeetsinjektioun, Formatioun an Kapazitéitsdeelung goufen 408595 laminéiert kleng Weichpack-Batterien mat enger nomineller Kapazitéit vun 3 Ah hiergestallt. D'Leeschtung mat 0,2C, 0,5C, 1C, 2C an 3C, souwéi d'Zyklusleeschtung mat 0,5C Laden an 1C Entladen, goufen getest. De Lade- an Entladenspannungsberäich louch tëscht 2,8 a 4,2 V, Konstantestroum a Konstantespannungsladung, an de Grenzstroum louch bei 0,5C.
2 Resultater an Diskussioun
Dat ursprénglecht Siliziumpulver gouf duerch Rasterelektronemikroskopie (SEM) observéiert. De Siliziumpulver war onregelméisseg granulär mat enger Partikelgréisst vu manner wéi 2μm, wéi an der Figur 1(a) gewisen. Nom Kugelfräsen war d'Gréisst vum Siliziumpulver däitlech op ongeféier 100 nm reduzéiert [Figur 1(b)]. Den Partikelgréissttest huet gewisen, datt den D50 vum Siliziumpulver nom Kugelfräsen 110 nm an den D90 175 nm war. Eng grëndlech Untersuchung vun der Morphologie vum Siliziumpulver nom Kugelfräsen weist eng flakeg Struktur (d'Bildung vun der flakeger Struktur gëtt spéider weider aus dem Querschnitts-SEM verifizéiert). Dofir sollten d'D90-Donnéeën, déi aus dem Partikelgréissttest kritt goufen, d'Längtdimensioun vum Nanoschicht sinn. Zesumme mat de SEM-Resultater kann een beurteelen, datt d'Gréisst vum kritten Nanoschicht méi kleng ass wéi de kritesche Wäert vun 150 nm vum Broch vum Siliziumpulver beim Oplueden an Entlueden an op d'mannst enger Dimensioun. D'Bildung vun der flakeger Morphologie ass haaptsächlech op déi ënnerschiddlech Dissoziatiounsenergien vun de Kristallflächen vum kristalline Silizium zeréckzeféieren, dorënner huet d'{111}-Fläch vum Silizium eng méi niddreg Dissoziatiounsenergie wéi d'{100}- an {110}-Kristallflächen. Dofir gëtt dës Kristallfläch duerch Kugelfräsen méi einfach verdënnt a bildt schliisslech eng flakeger Struktur. Déi flakeger Struktur ass förderlech fir d'Akkumulatioun vu lockere Strukturen, reservéiert Plaz fir d'Volumenausdehnung vum Silizium a verbessert d'Stabilitéit vum Material.
De Schlamm mat Nanosilizium, CNT a Graphit gouf gesprëtzt, an de Pulver virun an nom Sprëtzen gouf mat SEM ënnersicht. D'Resultater sinn an der Figur 2 gewisen. D'Graphitmatrix, déi virum Sprëtzen bäigefüügt gouf, ass eng typesch Flackestruktur mat enger Gréisst vu 5 bis 20 μm [Figur 2(a)]. Den Test vun der Partikelgréisstverdeelung vu Graphit weist, datt den D50 15μm ass. De Pulver, deen nom Sprëtzen kritt gëtt, huet eng sphäresch Morphologie [Figur 2(b)], an et ass ze gesinn, datt de Graphit nom Sprëtzen vun der Beschichtungsschicht beschichtet ass. Den D50 vum Pulver nom Sprëtzen ass 26,2 μm. Déi morphologesch Charakteristike vun de sekundäre Partikelen goufen duerch SEM observéiert a weisen d'Charakteristike vun enger lockerer poröser Struktur, déi vun Nanomaterialien accumuléiert ass [Figur 2(c)]. Déi porös Struktur besteet aus Silizium-Nanoschichten an CNTs, déi matenee verbonne sinn [Figur 2(d)], an d'Testspezifesch Uewerfläch (BET) ass bis zu 53,3 m2/g. Dofir, nom Sprëtzen, montéiere sech Silizium-Nanoschichten an CNTs selwer a bilden eng poréis Struktur.
Déi poréis Schicht gouf mat enger flësseger Kuelestoffbeschichtung behandelt, an nodeems de Kuelestoffbeschichtungsvirleeferpech an d'Karboniséierung bäigefüügt goufen, gouf eng SEM-Observatioun duerchgefouert. D'Resultater sinn an der Figur 3 gewisen. No der Kuelestoffvirbeschichtung gëtt d'Uewerfläch vun de sekundäre Partikelen glat, mat enger offensichtlecher Beschichtungsschicht, an d'Beschichtung ass komplett, wéi an de Figuren 3(a) an (b) gewisen. No der Karboniséierung behält d'Uewerflächenbeschichtungsschicht e gudden Beschichtungszoustand [Figur 3(c)]. Zousätzlech weist d'SEM-Querschnittsbild sträifefërmeg Nanopartikelen [Figur 3(d)], déi de morphologesche Charakteristike vun den Nanoschichten entspriechen, wat d'Bildung vu Silizium-Nanoschichten no der Kugelfräsung weider verifizéiert. Zousätzlech weist d'Figur 3(d), datt et Fëllstoffer tëscht e puer Nanoschichten gëtt. Dëst ass haaptsächlech wéinst der Notzung vun der Flëssegkeetsphas-Beschichtungsmethod. D'Asphaltléisung penetréiert an d'Material, sou datt d'Uewerfläch vun den internen Silizium-Nanoschichten eng Schutzschicht vun der Kuelestoffbeschichtung kritt. Dofir kann duerch d'Benotzung vun enger Flëssegkeetsphas-Beschichtung, zousätzlech zum Erhalen vum sekundäre Partikelbeschichtungseffekt, och den duebele Kuelestoffbeschichtungseffekt vun der primärer Partikelbeschichtung erreecht ginn. Dat karboniséiert Pulver gouf mam BET getest, an d'Testergebnis war 22,3 m2/g.
De karboniséierte Pulver gouf enger Querschnittsenergiespektrumanalyse (EDS) ënnerworf, an d'Resultater sinn an der Figur 4(a) gewisen. De Kär a Mikrongréisst ass eng C-Komponent, déi der Graphitmatrix entsprécht, an déi baussenzeg Beschichtung enthält Silizium a Sauerstoff. Fir d'Struktur vum Silizium weider z'ënnersichen, gouf en Röntgendiffraktiounstest (XRD) duerchgefouert, an d'Resultater sinn an der Figur 4(b) gewisen. D'Material besteet haaptsächlech aus Graphit an Eenkristallsilizium, ouni offensichtlech Siliziumoxidcharakteristiken, wat drop hiweist, datt d'Sauerstoffkomponent vum Energiespektrumtest haaptsächlech vun der natierlecher Oxidatioun vun der Siliziumuewerfläch kënnt. De Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial gëtt als S1 opgeholl.
Dat preparéiert Silizium-Kuelestoffmaterial S1 gouf Knäppchen-Typ Hallefzellproduktiouns- an Ladungs-Entladungstester ënnerworf. Déi éischt Ladungs-Entladungskurve ass an der Figur 5 gewisen. Déi reversibel spezifesch Kapazitéit ass 1000,8 mAh/g, an d'Effizienz vum Éischten Zyklus ass bis zu 93,9% héich, wat méi héich ass wéi déi éischt Effizienz vun de meeschte Siliziumbaséierte Materialien ouni Virlithiatioun, déi an der Literatur beschriwwe ginn. Déi héich éischt Effizienz weist drop hin, datt dat preparéiert Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial eng héich Stabilitéit huet. Fir d'Auswierkunge vun der poröser Struktur, dem leitfäege Netzwierk an der Kuelestoffbeschichtung op d'Stabilitéit vu Silizium-Kuelestoffmaterialien ze verifizéieren, goufen zwou Zorte vu Silizium-Kuelestoffmaterialien ouni CNT-Zousaz an ouni primär Kuelestoffbeschichtung preparéiert.
D'Morphologie vum karboniséierte Pulver vum Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial ouni Zousaz vu CNT gëtt an der Figur 6 gewisen. No der Beschichtung an der Flëssegkeetsphas an der Karboniséierung kann eng Beschichtungsschicht kloer op der Uewerfläch vun de sekundäre Partikelen an der Figur 6(a) gesi ginn. De Querschnitts-SEM vum karboniséierte Material gëtt an der Figur 6(b) gewisen. D'Stapelung vu Silizium-Nanoschichten huet poréis Charakteristiken, an den BET-Test ass 16,6 m2/g. Am Verglach mam Fall mat CNT [wéi an der Figur 3(d) gewisen, ass den BET-Test vu sengem karboniséierte Pulver 22,3 m2/g], ass déi intern Nano-Silizium-Stapeldicht awer méi héich, wat drop hiweist, datt d'Zousätzlech vu CNT d'Bildung vun enger poröser Struktur förderen kann. Zousätzlech huet d'Material kee dräidimensionalt leetfäegt Netzwierk, dat vum CNT konstruéiert gëtt. De Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial gëtt als S2 opgeholl.
Déi morphologesch Charakteristike vum Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial, dat duerch Festphas-Kuelestoffbeschichtung hiergestallt gouf, sinn an der Figur 7 gewisen. Nom Karboniséieren gëtt et eng offensichtlech Beschichtungsschicht op der Uewerfläch, wéi an der Figur 7(a) gewisen. Figur 7(b) weist, datt et sträifefërmeg Nanopartikel am Querschnitt gëtt, wat de morphologesche Charakteristike vun Nanoschichten entsprécht. D'Akkumulatioun vun Nanoschichten bilt eng poréis Struktur. Et gëtt kee offensichtleche Fëllstoff op der Uewerfläch vun den internen Nanoschichten, wat drop hiweist, datt d'Festphas-Kuelestoffbeschichtung nëmmen eng Kuelestoffbeschichtungsschicht mat enger poréiser Struktur bilt, an et keng intern Beschichtungsschicht fir d'Silizium-Nanoschichten gëtt. Dëst Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial gëtt als S3 opgeholl.
Den Oplued- an Entladungstest vun der Knäppchen-Hallefzell gouf op S2 an S3 duerchgefouert. Déi spezifesch Kapazitéit an den éischten Effizienz vun S2 waren 1120,2 mAh/g respektiv 84,8%, an déi spezifesch Kapazitéit an den éischten Effizienz vun S3 waren 882,5 mAh/g respektiv 82,9%. Déi spezifesch Kapazitéit an den éischten Effizienz vun der Festphas-beschichteter S3-Prouf waren am niddregsten, wat drop hiweist, datt nëmmen d'Kuelestoffbeschichtung vun der poröser Struktur duerchgefouert gouf, an d'Kuelestoffbeschichtung vun den internen Silizium-Nanoschichten net duerchgefouert gouf, wat der spezifescher Kapazitéit vum Silizium-baséierte Material net voll Spillraum konnt ginn an d'Uewerfläch vum Silizium-baséierte Material net schützen konnt. Den éischten Effizienz vun der S2-Prouf ouni CNT war och méi niddereg wéi dee vum Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial mat CNT, wat drop hiweist, datt op Basis vun enger gudder Beschichtungsschicht, dat leetend Netzwierk an e méi héije Grad u poröser Struktur zur Verbesserung vun der Oplued- an Entladungseffizienz vum Silizium-Kuelestoff-Material bäidroen.
D'Silizium-Kuelestoffmaterial S1 gouf benotzt fir eng kleng Soft-Pack-Batterie ze maachen, fir d'Ladequote an d'Zyklusleistung z'ënnersichen. D'Entladungsquote-Kurve ass an der Figur 8(a) gewisen. D'Entladungskapazitéite vun 0,2C, 0,5C, 1C, 2C an 3C sinn 2,970, 2,999, 2,920, 2,176 an 1,021 Ah. D'1C-Entladungsquote ass bis zu 98,3% héich, awer d'2C-Entladungsquote fällt op 73,3% an d'3C-Entladungsquote fällt weider op 34,4%. Fir der Silizium-Negativelektrodenaustauschgrupp bäizetrieden, füügt w.e.g. WeChat: shimobang bäi. Wat d'Ladequote ugeet, sinn d'0,2C, 0,5C, 1C, 2C an 3C-Ladekapazitéite 3,186, 3,182, 3,081, 2,686 an 2,289 Ah. D'1C-Ladequote ass 96,7%, an d'2C-Ladequote erreecht ëmmer nach 84,3%. Wann een awer d'Ladekurve an der Figur 8(b) kuckt, ass d'2C-Ladeplattform däitlech méi grouss wéi déi 1C-Ladeplattform, an hir Konstantspannungsladekapazitéit mécht de gréissten Deel aus (55%), wat drop hiweist, datt d'Polariséierung vun der 2C-Opluedbatterie scho ganz grouss ass. D'Silizium-Kuelestoffmaterial huet eng gutt Lade- an Entladeleistung bei 1C, awer d'strukturell Charakteristike vum Material musse weider verbessert ginn, fir eng méi héich Leeschtung z'erreechen. Wéi an der Figur 9 gewisen, ass d'Kapazitéitsretentiounsquote no 450 Zyklen 78%, wat eng gutt Zyklusleistung weist.
Den Uewerflächenzoustand vun der Elektrod virun an nom Zyklus gouf mat SEM ënnersicht, an d'Resultater sinn an der Figur 10 gewisen. Virum Zyklus ass d'Uewerfläch vum Graphit- a Silizium-Kuelestoffmaterial kloer [Figur 10(a)]; nom Zyklus gëtt eng Beschichtungsschicht op der Uewerfläch [Figur 10(b)] offensichtlech generéiert, déi e décke SEI-Film ass. Rauheet vum SEI-Film De verbrauch vum aktive Lithium ass héich, wat net fir d'Zyklusleistung gëeegent ass. Dofir kann d'Fërderung vun der Bildung vun engem glaten SEI-Film (wéi z.B. künstlechen SEI-Filmbau, d'Zousätzlech vu passenden Elektrolytadditiven, asw.) d'Zyklusleistung verbesseren. D'Querschnitts-SEM-Observatioun vun de Silizium-Kuelestoffpartikelen nom Zyklus [Figur 10(c)] weist, datt déi ursprénglech sträifefërmeg Silizium-Nanopartikel méi grob gi sinn an d'poréis Struktur praktesch eliminéiert gouf. Dëst ass haaptsächlech wéinst der kontinuéierlecher Volumenausdehnung a Kontraktioun vum Silizium-Kuelestoffmaterial während dem Zyklus. Dofir muss déi poréis Struktur weider verbessert ginn, fir genuch Pufferplaz fir d'Volumenausdehnung vum Siliziumbaséierte Material ze bidden.
3 Conclusioun
Baséierend op der Volumenausdehnung, der schlechter Konduktivitéit an der schlechter Grenzflächestabilitéit vu Siliziumbaséierte negativen Elektrodenmaterialien, gëtt an dësem Pabeier gezielt Verbesserungen duerchgefouert, vun der Morphologieformung vu Silizium-Nanoschichten, iwwer d'Konstruktioun vun der poröser Struktur, dem Konstruktioun vun der leedender Netzwierk an der kompletter Kuelestoffbeschichtung vun de gesamte sekundäre Partikelen, fir d'Stabilitéit vu Siliziumbaséierte negativen Elektrodenmaterialien als Ganzt ze verbesseren. D'Akkumulatioun vu Silizium-Nanoschichten kann eng poréis Struktur bilden. D'Aféierung vu CNT wäert d'Bildung vun enger poröser Struktur weider förderen. De Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial, deen duerch Flëssegkeetsphasebeschichtung virbereet gëtt, huet en duebele Kuelestoffbeschichtungseffekt wéi dee vun der Festphasebeschichtung virbereet, an weist eng méi héich spezifesch Kapazitéit an Éischt-Effizienz op. Zousätzlech ass den Éischt-Effizienz vum Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial, deen CNT enthält, méi héich wéi dee ouni CNT, wat haaptsächlech op den héije Grad vun der Fäegkeet vun der poröser Struktur zeréckzeféieren ass, d'Volumenausdehnung vu Siliziumbaséierte Materialien ze reduzéieren. D'Aféierung vu CNT wäert en dräidimensionalt leedend Netzwierk konstruéieren, d'Konduktivitéit vu Siliziumbaséierte Materialien verbesseren, a gutt Rate-Performance bei 1C weisen; an d'Material weist eng gutt Zyklusleistung. Wéi och ëmmer, muss déi poréis Struktur vum Material weider verstäerkt ginn, fir genuch Pufferraum fir d'Volumenausdehnung vu Silizium ze bidden an d'Bildung vun enger glatter ... ze förderen.an en dichten SEI-Film fir d'Zyklusleistung vum Silizium-Kuelestoff-Kompositmaterial weider ze verbesseren.
Mir liwweren och héichreine Graphit- a Siliziumcarbidprodukter, déi wäit verbreet an der Waferveraarbechtung wéi Oxidatioun, Diffusioun an Glühung benotzt ginn.
Wëllkomm all Clienten aus der ganzer Welt fir eis fir eng weider Diskussioun ze besichen!
https://www.vet-china.com/
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 13. November 2024