പോറസ് സിലിക്കൺ കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ തയ്യാറാക്കലും പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തലും

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ പ്രധാനമായും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുടെ ദിശയിലാണ് വികസിക്കുന്നത്. മുറിയിലെ താപനിലയിൽ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ ലിഥിയം ഉപയോഗിച്ച് അലോയ് ചെയ്ത് ലിഥിയം സമ്പുഷ്ടമായ ഉൽപ്പന്നം Li3.75Si ഘട്ടം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, 3572 mAh/g വരെ പ്രത്യേക ശേഷിയുണ്ട്, ഇത് ഗ്രാഫൈറ്റ് നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയായ 372 mAh/g നേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള ചാർജിംഗ്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയിൽ, Si, Li3.75Si എന്നിവയുടെ ഘട്ടം പരിവർത്തനം വലിയ വോളിയം വികാസം (ഏകദേശം 300%) ഉണ്ടാക്കും, ഇത് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെ ഘടനാപരമായ പൊടിക്കലിനും SEI ഫിലിമിന്റെ തുടർച്ചയായ രൂപീകരണത്തിനും കാരണമാകും, ഒടുവിൽ ശേഷി വേഗത്തിൽ കുറയാൻ കാരണമാകും. നാനോ-സൈസിംഗ്, കാർബൺ കോട്ടിംഗ്, പോർ രൂപീകരണം, മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവയിലൂടെ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനവും സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ബാറ്ററികളുടെ സ്ഥിരതയും വ്യവസായം പ്രധാനമായും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

കാർബൺ വസ്തുക്കൾക്ക് നല്ല ചാലകത, കുറഞ്ഞ വില, വിശാലമായ സ്രോതസ്സുകൾ എന്നിവയുണ്ട്. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ ചാലകതയും ഉപരിതല സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കുള്ള പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തൽ അഡിറ്റീവുകളായി ഇവ മുൻഗണന നൽകുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലുകളാണ് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ മുഖ്യധാരാ വികസന ദിശ. കാർബൺ കോട്ടിംഗിന് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതല സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, എന്നാൽ സിലിക്കൺ വോളിയം വികാസത്തെ തടയാനുള്ള അതിന്റെ കഴിവ് പൊതുവായതാണ്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ വോളിയം വികാസത്തിന്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, പോറസ് ഘടനകൾ നിർമ്മിക്കേണ്ടതുണ്ട്. നാനോമെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു വ്യാവസായിക രീതിയാണ് ബോൾ മില്ലിംഗ്. സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾക്കനുസരിച്ച് ബോൾ മില്ലിംഗ് വഴി ലഭിക്കുന്ന സ്ലറിയിൽ വ്യത്യസ്ത അഡിറ്റീവുകളോ മെറ്റീരിയൽ ഘടകങ്ങളോ ചേർക്കാം. സ്ലറി വിവിധ സ്ലറികളിലൂടെ തുല്യമായി ചിതറിക്കിടക്കുകയും സ്പ്രേ-ഡ്രൈ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. തൽക്ഷണ ഉണക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, സ്ലറിയിലെ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളും മറ്റ് ഘടകങ്ങളും സ്വയമേവ പോറസ് ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ രൂപപ്പെടുത്തും. പോറസ് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഈ പേപ്പർ വ്യാവസായികവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ ബോൾ മില്ലിംഗ്, സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ നാനോമെറ്റീരിയലുകളുടെ രൂപഘടനയും വിതരണ സവിശേഷതകളും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും. നിലവിൽ, സിലിക്കൺ നാനോറോഡുകൾ, പോറസ് ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൾച്ചേർത്ത നാനോസിലിക്കൺ, കാർബൺ ഗോളങ്ങളിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്ന നാനോസിലിക്കൺ, സിലിക്കൺ/ഗ്രാഫീൻ അറേ പോറസ് ഘടനകൾ തുടങ്ങിയ വിവിധ രൂപഘടനകളും വിതരണ സവിശേഷതകളുമുള്ള സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്. അതേ സ്കെയിലിൽ, നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, നാനോഷീറ്റുകൾക്ക് വോളിയം വികാസം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ക്രഷിംഗ് പ്രശ്നത്തെ നന്നായി അടിച്ചമർത്താൻ കഴിയും, കൂടാതെ മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന കോംപാക്ഷൻ സാന്ദ്രതയുമുണ്ട്. നാനോഷീറ്റുകളുടെ ക്രമരഹിതമായ സ്റ്റാക്കിംഗിനും ഒരു പോറസ് ഘടന രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. സിലിക്കൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് എക്സ്ചേഞ്ച് ഗ്രൂപ്പിൽ ചേരുന്നതിന്. സിലിക്കൺ വസ്തുക്കളുടെ വോളിയം വികാസത്തിന് ഒരു ബഫർ ഇടം നൽകുക. കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ (സിഎൻടി) ആമുഖം മെറ്റീരിയലിന്റെ ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ല, അതിന്റെ ഏകമാന രൂപഘടന സവിശേഷതകൾ കാരണം മെറ്റീരിയലിന്റെ പോറസ് ഘടനകളുടെ രൂപീകരണത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളും സിഎൻടികളും നിർമ്മിച്ച പോറസ് ഘടനകളെക്കുറിച്ച് റിപ്പോർട്ടുകളൊന്നുമില്ല. വ്യാവസായികമായി ബാധകമായ ബോൾ മില്ലിംഗ്, ഗ്രൈൻഡിംഗ് ആൻഡ് ഡിസ്‌പെർഷൻ, സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ്, കാർബൺ പ്രീ-കോട്ടിംഗ്, കാൽസിനേഷൻ രീതികൾ ഈ പ്രബന്ധം സ്വീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെയും സിഎൻടികളുടെയും സ്വയം-അസംബ്ലി വഴി രൂപം കൊള്ളുന്ന പോറസ് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള തയ്യാറെടുപ്പ് പ്രക്രിയയിൽ പോറസ് പ്രൊമോട്ടർമാരെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു. തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ ലളിതവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ്, കൂടാതെ മാലിന്യ ദ്രാവകമോ മാലിന്യ അവശിഷ്ടമോ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നില്ല. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ കാർബൺ കോട്ടിംഗിനെക്കുറിച്ച് ധാരാളം സാഹിത്യ റിപ്പോർട്ടുകൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ കോട്ടിംഗിന്റെ ഫലത്തെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിലുള്ള ചർച്ചകൾ കുറവാണ്. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ്, സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് എന്നീ രണ്ട് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് രീതികളുടെ കോട്ടിംഗ് ഇഫക്റ്റിലും സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനത്തിലും ഉള്ള സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കാൻ ഈ പ്രബന്ധം കാർബൺ ഉറവിടമായി അസ്ഫാൽറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

1 പരീക്ഷണം

1.1 മെറ്റീരിയൽ തയ്യാറാക്കൽ

പോറസ് സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ തയ്യാറാക്കലിൽ പ്രധാനമായും അഞ്ച് ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: ബോൾ മില്ലിംഗ്, ഗ്രൈൻഡിംഗ് ആൻഡ് ഡിസ്‌പെർഷൻ, സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ്, കാർബൺ പ്രീ-കോട്ടിംഗ്, കാർബണൈസേഷൻ. ആദ്യം, 500 ഗ്രാം പ്രാരംഭ സിലിക്കൺ പൗഡർ (ഗാർഹിക, 99.99% പരിശുദ്ധി) തൂക്കി, 2000 ഗ്രാം ഐസോപ്രോപനോൾ ചേർത്ത്, നാനോ-സ്കെയിൽ സിലിക്കൺ സ്ലറി ലഭിക്കുന്നതിന് 24 മണിക്കൂർ നേരത്തേക്ക് 2000 r/min എന്ന ബോൾ മില്ലിംഗ് വേഗതയിൽ വെറ്റ് ബോൾ മില്ലിംഗ് നടത്തുക. ലഭിച്ച സിലിക്കൺ സ്ലറി ഒരു ഡിസ്‌പെർഷൻ ട്രാൻസ്ഫർ ടാങ്കിലേക്ക് മാറ്റുന്നു, കൂടാതെ സിലിക്കണിന്റെ പിണ്ഡ അനുപാതം അനുസരിച്ച് വസ്തുക്കൾ ചേർക്കുന്നു: ഗ്രാഫൈറ്റ് (ഷാങ്ഹായിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ബാറ്ററി ഗ്രേഡ്): കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ (ടിയാൻജിനിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ബാറ്ററി ഗ്രേഡ്): പോളി വിനൈൽ പൈറോളിഡോൺ (ടിയാൻജിനിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അനലിറ്റിക്കൽ ഗ്രേഡ്) = 40:60:1.5:2. ഖര ഉള്ളടക്കം ക്രമീകരിക്കാൻ ഐസോപ്രോപനോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഖര ഉള്ളടക്കം 15% ആയി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു. 4 മണിക്കൂർ നേരത്തേക്ക് 3500 r/min എന്ന ഡിസ്‌പെർഷൻ വേഗതയിൽ ഗ്രൈൻഡിംഗും ഡിസ്‌പെർഷനും നടത്തുന്നു. സിഎൻടികൾ ചേർക്കാതെ മറ്റൊരു കൂട്ടം സ്ലറികളെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു, മറ്റ് വസ്തുക്കൾ ഒന്നുതന്നെയാണ്. ലഭിച്ച ചിതറിക്കിടക്കുന്ന സ്ലറി പിന്നീട് ഒരു സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് ഫീഡിംഗ് ടാങ്കിലേക്ക് മാറ്റുന്നു, കൂടാതെ നൈട്രജൻ സംരക്ഷിത അന്തരീക്ഷത്തിൽ സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് നടത്തുന്നു, ഇൻലെറ്റിന്റെയും ഔട്ട്ലെറ്റിന്റെയും താപനില യഥാക്രമം 180 ഉം 90 °C ഉം ആണ്. തുടർന്ന് രണ്ട് തരം കാർബൺ കോട്ടിംഗുകൾ താരതമ്യം ചെയ്തു, സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ്, ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ്. സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് രീതി ഇതാണ്: സ്പ്രേ-ഡ്രൈഡ് പൗഡർ 20% അസ്ഫാൽറ്റ് പൊടിയുമായി (കൊറിയയിൽ നിർമ്മിച്ചത്, D50 5 μm ആണ്), ഒരു മെക്കാനിക്കൽ മിക്സറിൽ 10 മിനിറ്റ് കലർത്തി, പ്രീ-കോട്ടഡ് പൗഡർ ലഭിക്കുന്നതിന് മിക്സിംഗ് വേഗത 2000 r/min ആണ്. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് രീതി ഇതാണ്: സ്പ്രേ-ഡ്രൈഡ് പൗഡർ 55% ഖര ഉള്ളടക്കത്തിൽ പൊടിയിൽ ലയിപ്പിച്ച 20% ആസ്ഫാൽറ്റ് അടങ്ങിയ സൈലീൻ ലായനിയിൽ (ടിയാൻജിനിൽ നിർമ്മിച്ചത്, അനലിറ്റിക്കൽ ഗ്രേഡ്) ചേർത്ത് വാക്വം തുല്യമായി ഇളക്കുന്നു. 85°C താപനിലയിൽ 4 മണിക്കൂർ വാക്വം ഓവനിൽ ബേക്ക് ചെയ്ത്, മിക്സിംഗിനായി ഒരു മെക്കാനിക്കൽ മിക്സറിൽ ഇടുക, മിക്സിംഗ് വേഗത 2000 r/min ആണ്, പ്രീ-കോട്ടിഡ് പൗഡർ ലഭിക്കാൻ മിക്സിംഗ് സമയം 10 ​​മിനിറ്റാണ്. ഒടുവിൽ, പ്രീ-കോട്ടിഡ് പൗഡർ ഒരു റോട്ടറി കിൽനിൽ 5°C/min എന്ന ചൂടാക്കൽ നിരക്കിൽ നൈട്രജൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽ കാൽസിൻ ചെയ്തു. ആദ്യം ഇത് 550°C എന്ന സ്ഥിരമായ താപനിലയിൽ 2 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിച്ചു, പിന്നീട് 800°C വരെ ചൂടാക്കി 2 മണിക്കൂർ സ്ഥിരമായ താപനിലയിൽ സൂക്ഷിച്ചു, തുടർന്ന് സ്വാഭാവികമായി 100°C-ൽ താഴെ തണുപ്പിച്ച് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്ത് ഒരു സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തു ലഭിക്കും.

1.2 സ്വഭാവരൂപീകരണ രീതികൾ

ഒരു കണികാ വലിപ്പ പരിശോധനാ ഉപകരണം (മാസ്റ്റർസൈസർ 2000 പതിപ്പ്, യുകെയിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയലിന്റെ കണികാ വലിപ്പ വിതരണം വിശകലനം ചെയ്തു. ഓരോ ഘട്ടത്തിലും ലഭിച്ച പൊടികൾ സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (റെഗുലസ് 8220, ജപ്പാനിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ഉപയോഗിച്ച് പൊടികളുടെ രൂപഘടനയും വലുപ്പവും പരിശോധിച്ചു. എക്സ്-റേ പൗഡർ ഡിഫ്രാക്ഷൻ അനലൈസർ (D8 ADVANCE, ജർമ്മനിയിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഘട്ടം ഘടന വിശകലനം ചെയ്തു, കൂടാതെ ഒരു എനർജി സ്പെക്ട്രം അനലൈസർ ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയലിന്റെ മൂലക ഘടന വിശകലനം ചെയ്തു. ലഭിച്ച സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത മെറ്റീരിയൽ മോഡൽ CR2032 ന്റെ ഒരു ബട്ടൺ ഹാഫ്-സെൽ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചു, കൂടാതെ സിലിക്കൺ-കാർബൺ: SP: CNT: CMC: SBR ന്റെ പിണ്ഡ അനുപാതം 92:2:2:1.5:2.5 ആയിരുന്നു. കൌണ്ടർ ഇലക്ട്രോഡ് ഒരു ലോഹ ലിഥിയം ഷീറ്റാണ്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഒരു വാണിജ്യ ഇലക്ട്രോലൈറ്റാണ് (മോഡൽ 1901, കൊറിയയിൽ നിർമ്മിച്ചത്), സെൽഗാർഡ് 2320 ഡയഫ്രം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് വോൾട്ടേജ് ശ്രേണിയും 0.005-1.5 V ആണ്, ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് കറന്റും 0.1 C (1C = 1A), ഡിസ്ചാർജ് കട്ട്-ഓഫ് കറന്റ് 0.05 C ആണ്.

സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനം കൂടുതൽ അന്വേഷിക്കുന്നതിനായി, ലാമിനേറ്റഡ് ചെറിയ സോഫ്റ്റ്-പാക്ക് ബാറ്ററി 408595 നിർമ്മിച്ചു. പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ NCM811 (ഹുനാൻ ബാറ്ററി ഗ്രേഡിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ഉപയോഗിക്കുന്നു, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ഗ്രാഫൈറ്റിൽ 8% സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ ഡോപ്പ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു. പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സ്ലറി ഫോർമുല 96% NCM811, 1.2% പോളി വിനൈലിഡിൻ ഫ്ലൂറൈഡ് (PVDF), 2% ചാലക ഏജന്റ് SP, 0.8% CNT, NMP എന്നിവ ഒരു ഡിസ്പേഴ്സന്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു; നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സ്ലറി ഫോർമുല 96% കോമ്പോസിറ്റ് നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയൽ, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, വെള്ളം ഒരു ഡിസ്പേഴ്സന്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇളക്കിയ ശേഷം, കോട്ടിംഗ്, റോളിംഗ്, കട്ടിംഗ്, ലാമിനേഷൻ, ടാബ് വെൽഡിംഗ്, പാക്കേജിംഗ്, ബേക്കിംഗ്, ലിക്വിഡ് ഇഞ്ചക്ഷൻ, രൂപീകരണം, ശേഷി വിഭജനം എന്നിവയ്ക്ക് ശേഷം, 3 Ah റേറ്റുചെയ്ത ശേഷിയുള്ള 408595 ലാമിനേറ്റഡ് ചെറിയ സോഫ്റ്റ് പായ്ക്ക് ബാറ്ററികൾ തയ്യാറാക്കി. 0.2C, 0.5C, 1C, 2C, 3C എന്നിവയുടെ നിരക്ക് പ്രകടനവും 0.5C ചാർജിന്റെയും 1C ഡിസ്ചാർജിന്റെയും സൈക്കിൾ പ്രകടനവും പരിശോധിച്ചു. ചാർജ്, ഡിസ്ചാർജ് വോൾട്ടേജ് ശ്രേണി 2.8-4.2 V ആയിരുന്നു, സ്ഥിരമായ കറന്റും സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജ് ചാർജിംഗും, കട്ട്-ഓഫ് കറന്റ് 0.5C ആയിരുന്നു.

2 ഫലങ്ങളും ചർച്ചയും

സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (SEM) വഴിയാണ് പ്രാരംഭ സിലിക്കൺ പൊടി നിരീക്ഷിച്ചത്. ചിത്രം 1(a)-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സിലിക്കൺ പൊടി ക്രമരഹിതമായി ഗ്രാനുലാർ ആയിരുന്നു, അതിന്റെ കണികാ വലിപ്പം 2μm-ൽ താഴെയായിരുന്നു. ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷം, സിലിക്കൺ പൊടിയുടെ വലിപ്പം ഏകദേശം 100 nm ആയി ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു [ചിത്രം 1(b)]. ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ പൊടിയുടെ D50 110 nm ഉം D90 175 nm ഉം ആണെന്ന് കണികാ വലിപ്പ പരിശോധനയിൽ കാണിച്ചു. ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ പൊടിയുടെ രൂപഘടന ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിശോധിച്ചാൽ ഒരു ഫ്ലേക്കി ഘടന കാണാം (ഫ്ലേക്കി ഘടനയുടെ രൂപീകരണം പിന്നീട് ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM-ൽ നിന്ന് കൂടുതൽ പരിശോധിക്കും). അതിനാൽ, കണികാ വലിപ്പ പരിശോധനയിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച D90 ഡാറ്റ നാനോഷീറ്റിന്റെ നീളം ആയിരിക്കണം. SEM ഫലങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ലഭിച്ച നാനോഷീറ്റിന്റെ വലുപ്പം കുറഞ്ഞത് ഒരു മാനത്തിലെങ്കിലും ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും സിലിക്കൺ പൊടി പൊട്ടുന്നതിന്റെ 150 nm എന്ന നിർണായക മൂല്യത്തേക്കാൾ ചെറുതാണെന്ന് വിലയിരുത്താം. സ്ഫടിക സിലിക്കണിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ തലങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത വിഘടന ഊർജ്ജങ്ങളാണ് ഫ്ലേക്കി മോർഫോളജിയുടെ രൂപീകരണത്തിന് പ്രധാനമായും കാരണം, അവയിൽ സിലിക്കണിന്റെ {111} തലത്തിന് {100}, {110} ക്രിസ്റ്റൽ തലങ്ങളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വിഘടന ഊർജ്ജമുണ്ട്. അതിനാൽ, ഈ ക്രിസ്റ്റൽ തലം ബോൾ മില്ലിംഗ് വഴി കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ നേർത്തതാക്കുകയും ഒടുവിൽ ഒരു ഫ്ലേക്കി ഘടന രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫ്ലേക്കി ഘടന അയഞ്ഞ ഘടനകളുടെ ശേഖരണത്തിന് അനുകൂലമാണ്, സിലിക്കണിന്റെ വോളിയം വികാസത്തിന് സ്ഥലം കരുതിവയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ വസ്തുവിന്റെ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

നാനോ-സിലിക്കൺ, സിഎൻടി, ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്നിവ അടങ്ങിയ സ്ലറി സ്പ്രേ ചെയ്തു, സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള പൊടി SEM പരിശോധിച്ചു. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പ് ചേർത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ് മാട്രിക്സ് 5 മുതൽ 20 μm വരെ വലിപ്പമുള്ള ഒരു സാധാരണ ഫ്ലേക്ക് ഘടനയാണ് [ചിത്രം 2(എ)]. ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ കണികാ വലിപ്പ വിതരണ പരിശോധനയിൽ D50 15μm ആണെന്ന് കാണിക്കുന്നു. സ്പ്രേ ചെയ്തതിനുശേഷം ലഭിക്കുന്ന പൊടിക്ക് ഒരു ഗോളാകൃതിയിലുള്ള രൂപഘടനയുണ്ട് [ചിത്രം 2(ബി)], സ്പ്രേ ചെയ്തതിനുശേഷം കോട്ടിംഗ് പാളി ഗ്രാഫൈറ്റ് പൂശുന്നത് കാണാൻ കഴിയും. സ്പ്രേ ചെയ്തതിനുശേഷം പൊടിയുടെ D50 26.2 μm ആണ്. ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ രൂപഘടന സവിശേഷതകൾ SEM നിരീക്ഷിച്ചു, നാനോമെറ്റീരിയലുകൾ ശേഖരിച്ച ഒരു അയഞ്ഞ പോറസ് ഘടനയുടെ സവിശേഷതകൾ കാണിക്കുന്നു [ചിത്രം 2(സി)]. സുഷിര ഘടന സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളും സിഎൻടികളും പരസ്പരം ഇഴചേർന്നതാണ് [ചിത്രം 2(ഡി)], കൂടാതെ പരിശോധന നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം (ബിഇടി) 53.3 മീ 2/ഗ്രാം വരെ ഉയർന്നതാണ്. അതിനാൽ, സ്പ്രേ ചെയ്തതിനുശേഷം, സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളും സിഎൻടികളും സ്വയം കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുകയും ഒരു സുഷിര ഘടന രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

സുഷിര പാളി ദ്രാവക കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രോസസ്സ് ചെയ്തു, കാർബൺ കോട്ടിംഗ് പ്രികർസർ പിച്ചിംഗും കാർബണൈസേഷനും ചേർത്ത ശേഷം, SEM നിരീക്ഷണം നടത്തി. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. കാർബൺ പ്രീ-കോട്ടിങ്ങിനുശേഷം, ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലം മിനുസമാർന്നതായിത്തീരുന്നു, വ്യക്തമായ ഒരു കോട്ടിംഗ് പാളി ഉണ്ടാകും, കൂടാതെ കോട്ടിംഗ് പൂർത്തിയായി, ചിത്രം 3 (എ) യിലും (ബി) യിലും കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ. കാർബണൈസേഷനുശേഷം, ഉപരിതല കോട്ടിംഗ് പാളി ഒരു നല്ല കോട്ടിംഗ് അവസ്ഥ നിലനിർത്തുന്നു [ചിത്രം 3 (സി)]. കൂടാതെ, ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM ഇമേജ് സ്ട്രിപ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ കാണിക്കുന്നു [ചിത്രം 3 (ഡി)], ഇത് നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപാന്തര സ്വഭാവസവിശേഷതകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷം സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപീകരണം കൂടുതൽ പരിശോധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ചിത്രം 3 (ഡി) ചില നാനോഷീറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഫില്ലറുകൾ ഉണ്ടെന്ന് കാണിക്കുന്നു. ഇത് പ്രധാനമായും ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് രീതിയുടെ ഉപയോഗം മൂലമാണ്. അസ്ഫാൽറ്റ് ലായനി മെറ്റീരിയലിലേക്ക് തുളച്ചുകയറും, അങ്ങനെ ആന്തരിക സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിന് ഒരു കാർബൺ കോട്ടിംഗ് സംരക്ഷണ പാളി ലഭിക്കും. അതിനാൽ, ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, ദ്വിതീയ കണികാ കോട്ടിംഗ് പ്രഭാവം നേടുന്നതിനു പുറമേ, പ്രാഥമിക കണികാ കോട്ടിംഗിന്റെ ഇരട്ട കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഫലവും ലഭിക്കും. കാർബണൈസ്ഡ് പൊടി BET പരീക്ഷിച്ചു, പരിശോധനാ ഫലം 22.3 m2/g ആയിരുന്നു.

കാർബണൈസ് ചെയ്ത പൊടി ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ എനർജി സ്പെക്ട്രം വിശകലനത്തിന് (EDS) വിധേയമാക്കി, അതിന്റെ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4(a) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മൈക്രോൺ വലിപ്പമുള്ള കോർ ഗ്രാഫൈറ്റ് മാട്രിക്സുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന C ഘടകമാണ്, പുറം കോട്ടിംഗിൽ സിലിക്കണും ഓക്സിജനും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. സിലിക്കണിന്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ അന്വേഷിക്കുന്നതിന്, ഒരു എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (XRD) പരിശോധന നടത്തി, ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4(b) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മെറ്റീരിയൽ പ്രധാനമായും ഗ്രാഫൈറ്റും സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കണും ചേർന്നതാണ്, വ്യക്തമായ സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളൊന്നുമില്ല, ഇത് ഊർജ്ജ സ്പെക്ട്രം പരിശോധനയുടെ ഓക്സിജൻ ഘടകം പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ ഉപരിതലത്തിന്റെ സ്വാഭാവിക ഓക്സീകരണത്തിൽ നിന്നാണ് വരുന്നതെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത മെറ്റീരിയൽ S1 ആയി രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ S1 ബട്ടൺ-ടൈപ്പ് ഹാഫ്-സെൽ പ്രൊഡക്ഷൻ, ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് പരിശോധനകൾക്ക് വിധേയമാക്കി. ആദ്യത്തെ ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് കർവ് ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. റിവേഴ്‌സിബിൾ നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷി 1000.8 mAh/g ആണ്, കൂടാതെ ആദ്യ സൈക്കിൾ കാര്യക്ഷമത 93.9% വരെ ഉയർന്നതാണ്, ഇത് സാഹിത്യത്തിൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ള പ്രീ-ലിഥിയേഷൻ ഇല്ലാത്ത മിക്ക സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഉയർന്ന ആദ്യ കാര്യക്ഷമത സൂചിപ്പിക്കുന്നത് തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന സ്ഥിരതയുണ്ടെന്നാണ്. സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥിരതയിൽ പോറസ് ഘടന, ചാലക ശൃംഖല, കാർബൺ കോട്ടിംഗ് എന്നിവയുടെ ഫലങ്ങൾ പരിശോധിക്കുന്നതിനായി, CNT ചേർക്കാതെയും പ്രാഥമിക കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഇല്ലാതെയും രണ്ട് തരം സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കി.

CNT ചേർക്കാതെ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുവിന്റെ കാർബണൈസ്ഡ് പൊടിയുടെ രൂപഘടന ചിത്രം 6-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗിനും കാർബണൈസേഷനും ശേഷം, ചിത്രം 6(a)-ൽ ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കോട്ടിംഗ് പാളി വ്യക്തമായി കാണാൻ കഴിയും. കാർബണൈസ്ഡ് വസ്തുവിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM ചിത്രം 6(b)-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ സ്റ്റാക്കിംഗിന് പോറസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുണ്ട്, കൂടാതെ BET പരിശോധന 16.6 m2/g ആണ്. എന്നിരുന്നാലും, CNT-യുമായുള്ള കേസുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ [ചിത്രം 3(d)-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അതിന്റെ കാർബണൈസ്ഡ് പൊടിയുടെ BET പരിശോധന 22.3 m2/g ആണ്], ആന്തരിക നാനോ-സിലിക്കൺ സ്റ്റാക്കിംഗ് സാന്ദ്രത കൂടുതലാണ്, ഇത് CNT ചേർക്കുന്നത് ഒരു പോറസ് ഘടനയുടെ രൂപീകരണത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. കൂടാതെ, മെറ്റീരിയലിന് CNT നിർമ്മിച്ച ഒരു ത്രിമാന ചാലക ശൃംഖലയില്ല. സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത മെറ്റീരിയൽ S2 ആയി രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

സോളിഡ്-ഫേസ് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ രൂപാന്തര സവിശേഷതകൾ ചിത്രം 7-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. കാർബണൈസേഷനുശേഷം, ഉപരിതലത്തിൽ വ്യക്തമായ ഒരു കോട്ടിംഗ് പാളി ഉണ്ട്, ചിത്രം 7(a)-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ. ക്രോസ് സെക്ഷനിൽ സ്ട്രിപ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള നാനോകണങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് ചിത്രം 7(b) കാണിക്കുന്നു, ഇത് നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപാന്തര സ്വഭാവസവിശേഷതകളുമായി യോജിക്കുന്നു. നാനോഷീറ്റുകളുടെ ശേഖരണം ഒരു പോറസ് ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. ആന്തരിക നാനോഷീറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ വ്യക്തമായ ഫില്ലർ ഇല്ല, ഇത് സോളിഡ്-ഫേസ് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഒരു പോറസ് ഘടനയുള്ള ഒരു കാർബൺ കോട്ടിംഗ് പാളി മാത്രമേ ഉണ്ടാക്കുന്നുള്ളൂവെന്നും സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകൾക്ക് ആന്തരിക കോട്ടിംഗ് പാളി ഇല്ലെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത മെറ്റീരിയൽ S3 ആയി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

S2, S3 എന്നിവയിൽ ബട്ടൺ-ടൈപ്പ് ഹാഫ്-സെൽ ചാർജ്, ഡിസ്ചാർജ് പരിശോധന നടത്തി. S2 ന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും യഥാക്രമം 1120.2 mAh/g ഉം 84.8% ഉം ആയിരുന്നു, കൂടാതെ S3 ന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും യഥാക്രമം 882.5 mAh/g ഉം 82.9% ഉം ആയിരുന്നു. സോളിഡ്-ഫേസ് കോട്ടിംഗ് ചെയ്ത S3 സാമ്പിളിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും ഏറ്റവും താഴ്ന്നതായിരുന്നു, ഇത് പോറസ് ഘടനയുടെ കാർബൺ കോട്ടിംഗ് മാത്രമേ നടത്തിയിട്ടുള്ളൂവെന്നും ആന്തരിക സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ കാർബൺ കോട്ടിംഗ് നടത്തിയിട്ടില്ലെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിക്ക് പൂർണ്ണ പ്ലേ നൽകാനും സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തെ സംരക്ഷിക്കാനും കഴിഞ്ഞില്ല. CNT ഇല്ലാത്ത S2 സാമ്പിളിന്റെ ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും CNT അടങ്ങിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയോജിത മെറ്റീരിയലിനേക്കാൾ കുറവായിരുന്നു, ഇത് ഒരു നല്ല കോട്ടിംഗ് പാളിയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ചാലക ശൃംഖലയും ഉയർന്ന അളവിലുള്ള പോറസ് ഘടനയും സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലിന്റെ ചാർജ്, ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സഹായകമാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

റേറ്റ് പ്രകടനവും സൈക്കിൾ പ്രകടനവും പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ഒരു ചെറിയ സോഫ്റ്റ്-പാക്ക് ഫുൾ ബാറ്ററി നിർമ്മിക്കാൻ S1 സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ചു. ഡിസ്ചാർജ് റേറ്റ് കർവ് ചിത്രം 8(a) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 0.2C, 0.5C, 1C, 2C, 3C എന്നിവയുടെ ഡിസ്ചാർജ് ശേഷി യഥാക്രമം 2.970, 2.999, 2.920, 2.176, 1.021 Ah എന്നിവയാണ്. 1C ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക് 98.3% വരെ ഉയർന്നതാണ്, എന്നാൽ 2C ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക് 73.3% ആയി കുറയുന്നു, 3C ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക് 34.4% ആയി കുറയുന്നു. സിലിക്കൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് എക്സ്ചേഞ്ച് ഗ്രൂപ്പിൽ ചേരാൻ, ദയവായി WeChat ചേർക്കുക: shimobang. ചാർജിംഗ് നിരക്കിന്റെ കാര്യത്തിൽ, 0.2C, 0.5C, 1C, 2C, 3C ചാർജിംഗ് ശേഷികൾ യഥാക്രമം 3.186, 3.182, 3.081, 2.686, 2.289 Ah എന്നിവയാണ്. 1C ചാർജിംഗ് നിരക്ക് 96.7% ആണ്, 2C ചാർജിംഗ് നിരക്ക് ഇപ്പോഴും 84.3% ൽ എത്തുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചിത്രം 8(b) ലെ ചാർജിംഗ് കർവ് നിരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ, 2C ചാർജിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം 1C ചാർജിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിനേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്, കൂടാതെ അതിന്റെ സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജ് ചാർജിംഗ് ശേഷി ഭൂരിഭാഗവും (55%) ആണ്, ഇത് 2C റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററിയുടെ ധ്രുവീകരണം ഇതിനകം വളരെ വലുതാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലിന് 1C യിൽ നല്ല ചാർജിംഗും ഡിസ്ചാർജിംഗ് പ്രകടനവുമുണ്ട്, എന്നാൽ ഉയർന്ന നിരക്ക് പ്രകടനം നേടുന്നതിന് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ചിത്രം 9 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 450 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം, ശേഷി നിലനിർത്തൽ നിരക്ക് 78% ആണ്, ഇത് നല്ല സൈക്കിൾ പ്രകടനം കാണിക്കുന്നു.

സൈക്കിളിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഉപരിതല അവസ്ഥ SEM പരിശോധിച്ചു, അതിന്റെ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 10-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സൈക്കിളിന് മുമ്പ്, ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെയും സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെയും ഉപരിതലം വ്യക്തമാണ് [ചിത്രം 10(എ)]; സൈക്കിളിന് ശേഷം, ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കോട്ടിംഗ് പാളി വ്യക്തമായി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു [ചിത്രം 10(ബി)], ഇത് കട്ടിയുള്ള ഒരു SEI ഫിലിമാണ്. SEI ഫിലിം പരുക്കൻതത്വംസജീവമായ ലിഥിയം ഉപഭോഗം കൂടുതലാണ്, ഇത് സൈക്കിൾ പ്രകടനത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല. അതിനാൽ, ഒരു മിനുസമാർന്ന SEI ഫിലിമിന്റെ രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നത് (കൃത്രിമ SEI ഫിലിം നിർമ്മാണം, അനുയോജ്യമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് അഡിറ്റീവുകൾ ചേർക്കൽ മുതലായവ) സൈക്കിൾ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തും. സൈക്കിളിന് ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ-കാർബൺ കണങ്ങളുടെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM നിരീക്ഷണം [ചിത്രം 10(സി)] യഥാർത്ഥ സ്ട്രിപ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള സിലിക്കൺ നാനോകണങ്ങൾ പരുക്കനായി മാറിയെന്നും പോറസ് ഘടന അടിസ്ഥാനപരമായി ഇല്ലാതാക്കിയെന്നും കാണിക്കുന്നു. സൈക്കിളിനിടെ സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലിന്റെ തുടർച്ചയായ വോളിയം വികാസവും സങ്കോചവുമാണ് ഇതിന് പ്രധാന കാരണം. അതിനാൽ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലിന്റെ വോളിയം വികാസത്തിന് ആവശ്യമായ ബഫർ ഇടം നൽകുന്നതിന് പോറസ് ഘടന കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്.

3 തീരുമാനം

സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെ വോളിയം വികാസം, മോശം ചാലകത, മോശം ഇന്റർഫേസ് സ്ഥിരത എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപഘടന രൂപപ്പെടുത്തൽ, പോറസ് ഘടന നിർമ്മാണം, ചാലക ശൃംഖല നിർമ്മാണം, മുഴുവൻ ദ്വിതീയ കണികകളുടെയും പൂർണ്ണമായ കാർബൺ കോട്ടിംഗ് എന്നിവയിൽ നിന്ന് ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ ഈ പ്രബന്ധം നടത്തുന്നു, ഇത് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സഹായിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ ശേഖരണം ഒരു പോറസ് ഘടന രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. സിഎൻടിയുടെ ആമുഖം ഒരു പോറസ് ഘടനയുടെ രൂപീകരണത്തെ കൂടുതൽ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കും. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുവിന് സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയതിനേക്കാൾ ഇരട്ടി കാർബൺ കോട്ടിംഗ് പ്രഭാവം ഉണ്ട്, കൂടാതെ ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. കൂടാതെ, സിഎൻടി അടങ്ങിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുവിന്റെ ആദ്യ കാര്യക്ഷമത സിഎൻടി ഇല്ലാതെയുള്ളതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, ഇത് പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ വോളിയം വികാസം ലഘൂകരിക്കാനുള്ള ഉയർന്ന അളവിലുള്ള പോറസ് ഘടനയുടെ കഴിവാണ്. സിഎൻടിയുടെ ആമുഖം ഒരു ത്രിമാന ചാലക ശൃംഖല നിർമ്മിക്കുകയും സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും 1C യിൽ നല്ല നിരക്ക് പ്രകടനം കാണിക്കുകയും ചെയ്യും; കൂടാതെ മെറ്റീരിയൽ നല്ല സൈക്കിൾ പ്രകടനം കാണിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കണിന്റെ വ്യാപ്ത വികാസത്തിന് ആവശ്യമായ ബഫർ സ്ഥലം നൽകുന്നതിനും സുഗമമായ ഒരു പാളിയുടെ രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനും വസ്തുവിന്റെ സുഷിര ഘടന കൂടുതൽ ശക്തിപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്.സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത വസ്തുക്കളുടെ സൈക്കിൾ പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇടതൂർന്ന SEI ഫിലിമും.

ഓക്‌സിഡേഷൻ, ഡിഫ്യൂഷൻ, അനീലിംഗ് തുടങ്ങിയ വേഫർ പ്രോസസ്സിംഗിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളും ഞങ്ങൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നു.

ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഏതൊരു ഉപഭോക്താക്കളെയും കൂടുതൽ ചർച്ചകൾക്കായി ഞങ്ങളെ സന്ദർശിക്കാൻ സ്വാഗതം!

https://www.vet-china.com/ www.vet-china.com . ഈ വെബ്സൈറ്റ് സന്ദർശിക്കുക.