പോറസ് സിലിക്കൺ കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ തയ്യാറാക്കലും പ്രകടനവും മെച്ചപ്പെടുത്തൽ

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ പ്രധാനമായും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുടെ ദിശയിലാണ് വികസിക്കുന്നത്. ഊഷ്മാവിൽ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ ലിഥിയം സമ്പുഷ്ടമായ ഉൽപ്പന്നം Li3.75Si ഘട്ടം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് അലോയ്, 3572 mAh/g വരെ ഒരു പ്രത്യേക ശേഷി, ഗ്രാഫൈറ്റ് നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് 372-ൻ്റെ സൈദ്ധാന്തിക നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്നതാണ്. mAh/g. എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള ചാർജ്ജിംഗ്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയിൽ, Si, Li3.75Si എന്നിവയുടെ ഘട്ടം പരിവർത്തനം വലിയ അളവിലുള്ള വികാസം (ഏകദേശം 300%) ഉണ്ടാക്കും, ഇത് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഘടനാപരമായ പൊടിക്കലിനും തുടർച്ചയായ രൂപീകരണത്തിനും ഇടയാക്കും. SEI ഫിലിം, ഒടുവിൽ ശേഷി അതിവേഗം കുറയാൻ കാരണമാകുന്നു. വ്യവസായം പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രകടനവും നാനോ-സൈസിംഗ്, കാർബൺ കോട്ടിംഗ്, സുഷിര രൂപീകരണം, മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവയിലൂടെ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ബാറ്ററികളുടെ സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

കാർബൺ വസ്തുക്കൾക്ക് നല്ല ചാലകത, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, വിശാലമായ ഉറവിടങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്. സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ചാലകതയും ഉപരിതല സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ അവർക്ക് കഴിയും. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്ക് പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തൽ അഡിറ്റീവുകളായി അവ മുൻഗണന നൽകുന്നു. സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ മുഖ്യധാരാ വികസന ദിശയാണ് സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കൾ. കാർബൺ കോട്ടിംഗിന് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതല സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, എന്നാൽ സിലിക്കൺ വോളിയം വിപുലീകരണത്തെ തടയുന്നതിനുള്ള അതിൻ്റെ കഴിവ് പൊതുവായതും സിലിക്കൺ വോളിയം വിപുലീകരണത്തിൻ്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, പോറസ് ഘടനകൾ നിർമ്മിക്കേണ്ടതുണ്ട്. നാനോ പദാർത്ഥങ്ങൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു വ്യാവസായിക രീതിയാണ് ബോൾ മില്ലിംഗ്. സംയോജിത മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾ അനുസരിച്ച് ബോൾ മില്ലിംഗ് വഴി ലഭിക്കുന്ന സ്ലറിയിൽ വ്യത്യസ്ത അഡിറ്റീവുകൾ അല്ലെങ്കിൽ മെറ്റീരിയൽ ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കാം. സ്ലറി വിവിധ സ്ലറികളിലൂടെ തുല്യമായി ചിതറിക്കിടക്കുകയും സ്പ്രേ-ഡ്രൈ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. തൽക്ഷണം ഉണക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, സ്ലറിയിലെ നാനോകണങ്ങളും മറ്റ് ഘടകങ്ങളും സ്വമേധയാ പോറസ് ഘടനാപരമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ടാക്കും. പോറസ് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഈ പേപ്പർ വ്യവസായവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ ബോൾ മില്ലിംഗും സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ രൂപഘടനയും വിതരണ സവിശേഷതകളും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെയും സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. നിലവിൽ, സിലിക്കൺ നാനോറോഡുകൾ, പോറസ് ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൾച്ചേർത്ത നാനോസിലിക്കൺ, കാർബൺ ഗോളങ്ങളിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്ന നാനോസിലിക്കൺ, സിലിക്കൺ/ഗ്രാഫീൻ അറേ പോറസ് ഘടനകൾ മുതലായവ പോലെ വിവിധ രൂപഘടനകളും വിതരണ സവിശേഷതകളും ഉള്ള സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്. , നാനോഷീറ്റുകൾക്ക് വോളിയം വിപുലീകരണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ക്രഷിംഗ് പ്രശ്‌നത്തെ നന്നായി അടിച്ചമർത്താൻ കഴിയും, കൂടാതെ മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന കോംപാക്ഷൻ സാന്ദ്രതയുണ്ട്. നാനോഷീറ്റുകളുടെ ക്രമരഹിതമായ സ്റ്റാക്കിംഗും ഒരു പോറസ് ഘടന ഉണ്ടാക്കും. സിലിക്കൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് എക്സ്ചേഞ്ച് ഗ്രൂപ്പിൽ ചേരാൻ. സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലുകളുടെ വോളിയം വിപുലീകരണത്തിനായി ഒരു ബഫർ സ്പേസ് നൽകുക. കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളുടെ (സിഎൻടി) ആമുഖം മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ല, അതിൻ്റെ ഏകമാന രൂപഘടന സവിശേഷതകൾ കാരണം മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പോറസ് ഘടനകളുടെ രൂപവത്കരണത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളും സിഎൻടികളും ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച സുഷിര ഘടനകളെക്കുറിച്ച് റിപ്പോർട്ടുകളൊന്നുമില്ല. ഈ പേപ്പർ വ്യാവസായികമായി ബാധകമായ ബോൾ മില്ലിംഗ്, ഗ്രൈൻഡിംഗ്, ഡിസ്പേർഷൻ, സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ്, കാർബൺ പ്രീ-കോട്ടിംഗ്, കാൽസിനേഷൻ രീതികൾ എന്നിവ സ്വീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ സ്വയം അസംബ്ലി വഴി രൂപപ്പെടുന്ന പോറസ് സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള തയ്യാറെടുപ്പ് പ്രക്രിയയിൽ പോറസ് പ്രൊമോട്ടർമാരെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു. CNT-കൾ. തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ ലളിതവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമാണ്, കൂടാതെ മാലിന്യ ദ്രാവകമോ മാലിന്യ അവശിഷ്ടമോ ഉണ്ടാകില്ല. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ കാർബൺ കോട്ടിംഗിനെക്കുറിച്ച് നിരവധി സാഹിത്യ റിപ്പോർട്ടുകൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഫലത്തെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിലുള്ള ചർച്ചകൾ കുറവാണ്. രണ്ട് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് രീതികളായ ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ്, സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് എന്നിവയുടെ കോട്ടിംഗ് ഇഫക്റ്റിലും സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രകടനത്തിലും ഉള്ള ഫലങ്ങൾ അന്വേഷിക്കാൻ ഈ പേപ്പർ കാർബൺ ഉറവിടമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

1 പരീക്ഷണം
1.1 മെറ്റീരിയൽ തയ്യാറാക്കൽ

പോറസ് സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത സാമഗ്രികൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിൽ പ്രധാനമായും അഞ്ച് ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: ബോൾ മില്ലിംഗ്, ഗ്രൈൻഡിംഗ് ആൻഡ് ഡിസ്പർഷൻ, സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ്, കാർബൺ പ്രീ-കോട്ടിംഗ്, കാർബണൈസേഷൻ. ആദ്യം, 500 ഗ്രാം പ്രാരംഭ സിലിക്കൺ പൗഡർ (ഗാർഹികമായ, 99.99% പരിശുദ്ധി), 2000 ഗ്രാം ഐസോപ്രോപനോൾ ചേർക്കുക, നാനോ സ്കെയിൽ സിലിക്കൺ സ്ലറി ലഭിക്കുന്നതിന് 24 മണിക്കൂർ നേരത്തേക്ക് 2000 r/min എന്ന ബോൾ മില്ലിംഗ് വേഗതയിൽ വെറ്റ് ബോൾ മില്ലിംഗ് നടത്തുക. ലഭിച്ച സിലിക്കൺ സ്ലറി ഒരു ഡിസ്പർഷൻ ട്രാൻസ്ഫർ ടാങ്കിലേക്ക് മാറ്റുന്നു, കൂടാതെ സിലിക്കണിൻ്റെ പിണ്ഡാനുപാതം അനുസരിച്ച് മെറ്റീരിയലുകൾ ചേർക്കുന്നു: ഗ്രാഫൈറ്റ് (ഷാങ്ഹായ്, ബാറ്ററി ഗ്രേഡിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത്): കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ (ടിയാൻജിനിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത്, ബാറ്ററി ഗ്രേഡ്): പോളി വിനൈൽ പൈറോളിഡോൺ (ഉത്പാദിപ്പിച്ചത്). ടിയാൻജിനിൽ, അനലിറ്റിക്കൽ ഗ്രേഡ്) = 40:60:1.5:2. സോളിഡ് ഉള്ളടക്കം ക്രമീകരിക്കാൻ ഐസോപ്രോപനോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഖര ഉള്ളടക്കം 15% ആയി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നു. 4 മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ 3500 r/min എന്ന ഡിസ്പേർഷൻ വേഗതയിൽ ഗ്രിൻഡിംഗും ഡിസ്പേഴ്സണും നടത്തുന്നു. CNT-കൾ ചേർക്കാതെ മറ്റൊരു കൂട്ടം സ്ലറികൾ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു, മറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളും സമാനമാണ്. ലഭിച്ച ചിതറിക്കിടക്കുന്ന സ്ലറി ഒരു സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് ഫീഡിംഗ് ടാങ്കിലേക്ക് മാറ്റുന്നു, കൂടാതെ നൈട്രജൻ സംരക്ഷിത അന്തരീക്ഷത്തിൽ സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് നടത്തുന്നു, ഇൻലെറ്റിൻ്റെയും ഔട്ട്ലെറ്റിൻ്റെയും താപനില യഥാക്രമം 180 ഉം 90 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസും ആയിരിക്കും. തുടർന്ന് രണ്ട് തരം കാർബൺ കോട്ടിംഗിനെ താരതമ്യം ചെയ്തു, സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ്, ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ്. സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് രീതി ഇതാണ്: സ്പ്രേ-ഉണക്കിയ പൊടി 20% അസ്ഫാൽറ്റ് പൊടിയുമായി കലർത്തി (കൊറിയയിൽ നിർമ്മിച്ചത്, D50 5 μm ആണ്), ഒരു മെക്കാനിക്കൽ മിക്സറിൽ 10 മിനിറ്റ് കലർത്തി, മിക്സിംഗ് വേഗത 2000 r/min ആണ്. മുൻകൂട്ടി പൂശിയ പൊടി. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് രീതി ഇതാണ്: സ്പ്രേ-ഉണക്കിയ പൊടി ഒരു സൈലീൻ ലായനിയിൽ (ടിയാൻജിൻ, അനലിറ്റിക്കൽ ഗ്രേഡിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ചേർത്ത് 20% ആസ്ഫാൽറ്റ് പൊടിയിൽ 55% ഖര ഉള്ളടക്കത്തിൽ ലയിപ്പിച്ച് വാക്വം തുല്യമായി ഇളക്കിവിടുന്നു. ഒരു വാക്വം ഓവനിൽ 85 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 4 മണിക്കൂർ ബേക്ക് ചെയ്യുക, ഒരു മെക്കാനിക്കൽ മിക്സറിൽ ഇടുക, മിക്സിംഗ് വേഗത 2000 r/min ആണ്, മിക്സിംഗ് സമയം 10 ​​മിനിറ്റാണ്, പ്രീ-കോട്ട് പൊടി ലഭിക്കാൻ. അവസാനമായി, മുൻകൂട്ടി പൂശിയ പൊടി നൈട്രജൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽ 5 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് / മിനിറ്റ് ചൂടാക്കൽ നിരക്കിൽ ഒരു റോട്ടറി ചൂളയിൽ കണക്കാക്കി. ഇത് ആദ്യം 550 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ 2 മണിക്കൂർ നിലനിർത്തി, പിന്നീട് 800 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ ചൂടാക്കി 2 മണിക്കൂർ സ്ഥിരമായ താപനിലയിൽ നിലനിർത്തി, തുടർന്ന് സ്വാഭാവികമായും 100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെയായി തണുപ്പിച്ച് ഒരു സിലിക്കൺ-കാർബൺ ലഭിക്കുന്നതിന് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്തു. സംയുക്ത മെറ്റീരിയൽ.

1.2 സ്വഭാവരൂപീകരണ രീതികൾ

മെറ്റീരിയലിൻ്റെ കണികാ വലിപ്പം വിതരണം ഒരു കണികാ വലിപ്പം ടെസ്റ്റർ ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു (മാസ്റ്റർസൈസർ 2000 പതിപ്പ്, യുകെയിൽ നിർമ്മിച്ചത്). ഓരോ ഘട്ടത്തിലും ലഭിച്ച പൊടികൾ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (റെഗുലസ് 8220, ജപ്പാനിൽ നിർമ്മിച്ചത്) സ്കാൻ ചെയ്ത് പൊടികളുടെ രൂപവും വലുപ്പവും പരിശോധിക്കുന്നു. എക്സ്-റേ പൊടി ഡിഫ്രാക്ഷൻ അനലൈസർ (D8 ADVANCE, ജർമ്മനിയിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഘട്ടം ഘടന വിശകലനം ചെയ്തു, കൂടാതെ ഒരു ഊർജ്ജ സ്പെക്ട്രം അനലൈസർ ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ മൂലക ഘടന വിശകലനം ചെയ്തു. ലഭിച്ച സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയോജിത മെറ്റീരിയൽ CR2032 മോഡലിൻ്റെ ഒരു ബട്ടൺ അർദ്ധ-സെൽ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചു, കൂടാതെ സിലിക്കൺ-കാർബണിൻ്റെ പിണ്ഡ അനുപാതം: SP: CNT: CMC: SBR 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 കറൻ്റും 0.1 C ആണ്. (1C = 1A), ഡിസ്ചാർജ് കട്ട് ഓഫ് കറൻ്റ് 0.05 C ആണ്.

സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത സാമഗ്രികളുടെ പ്രകടനം കൂടുതൽ അന്വേഷിക്കുന്നതിനായി, ലാമിനേറ്റഡ് ചെറിയ സോഫ്റ്റ്-പാക്ക് ബാറ്ററി 408595 നിർമ്മിച്ചു. പോസിറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് NCM811 (ഹുനാൻ, ബാറ്ററി ഗ്രേഡിൽ നിർമ്മിച്ചത്) ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് 8% സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ച് ഡോപ്പ് ചെയ്യുന്നു. പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സ്ലറി ഫോർമുല 96% NCM811, 1.2% പോളി വിനൈലിഡീൻ ഫ്ലൂറൈഡ് (PVDF), 2% ചാലക ഏജൻ്റ് SP, 0.8% CNT, NMP എന്നിവ ഒരു ഡിസ്പേഴ്സൻറായി ഉപയോഗിക്കുന്നു; നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സ്ലറി ഫോർമുല 96% കോമ്പോസിറ്റ് നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയൽ, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, വെള്ളം ഒരു ഡിസ്പേഴ്സൻറായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇളക്കി, 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 ചാർജിൻ്റെയും 1C ഡിസ്ചാർജിൻ്റെയും സൈക്കിൾ പ്രകടനവും പരിശോധിച്ചു. ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് വോൾട്ടേജും 2.8-4.2 V ആയിരുന്നു, സ്ഥിരമായ കറൻ്റ്, സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജ് ചാർജിംഗ്, കട്ട് ഓഫ് കറൻ്റ് 0.5C ആയിരുന്നു.

2 ഫലങ്ങളും ചർച്ചയും
ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (SEM) സ്കാൻ ചെയ്താണ് പ്രാരംഭ സിലിക്കൺ പൗഡർ നിരീക്ഷിച്ചത്. ചിത്രം 1(a) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സിലിക്കൺ പൗഡർ ക്രമരഹിതമായി ഗ്രാനുലാർ ആയിരുന്നു. ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷം, സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെ വലിപ്പം ഏകദേശം 100 nm ആയി കുറഞ്ഞു [ചിത്രം 1(b)]. ബോൾ മില്ലിങ്ങിനു ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെ D50 110 nm ഉം D90 175 nm ഉം ആണെന്ന് കണികാ വലിപ്പ പരിശോധനയിൽ തെളിഞ്ഞു. ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെ രൂപഘടന സൂക്ഷ്മമായി പരിശോധിക്കുന്നത് ഒരു അടരുകളുള്ള ഘടന കാണിക്കുന്നു (ഫ്ലാക്കി ഘടനയുടെ രൂപീകരണം പിന്നീട് ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM-ൽ നിന്ന് കൂടുതൽ പരിശോധിക്കും). അതിനാൽ, കണികാ വലിപ്പ പരിശോധനയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന D90 ഡാറ്റ നാനോഷീറ്റിൻ്റെ നീളം അളവായിരിക്കണം. SEM ഫലങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ലഭിച്ച നാനോഷീറ്റിൻ്റെ വലുപ്പം കുറഞ്ഞത് ഒരു അളവിലെങ്കിലും ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെ തകർച്ചയുടെ 150 nm എന്ന നിർണായക മൂല്യത്തേക്കാൾ ചെറുതാണെന്ന് വിലയിരുത്താം. ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കണിൻ്റെ ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകളുടെ വ്യത്യസ്‌ത ഡിസോസിയേഷൻ എനർജികൾ മൂലമാണ് ഫ്ലാക്കി മോർഫോളജി രൂപപ്പെടുന്നത്, അവയിൽ {111} സിലിക്കണിൻ്റെ തലത്തിന് {100}, {110} ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ ഡിസോസിയേഷൻ എനർജി ഉണ്ട്. അതിനാൽ, ഈ ക്രിസ്റ്റൽ തലം ബോൾ മില്ലിംഗ് വഴി കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ നേർത്തതാക്കുകയും ഒടുവിൽ ഒരു അടരുകളുള്ള ഘടന ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അടരുകളുള്ള ഘടന അയഞ്ഞ ഘടനകളുടെ ശേഖരണത്തിന് സഹായകമാണ്, സിലിക്കണിൻ്റെ വോളിയം വിപുലീകരണത്തിനുള്ള സ്ഥലം റിസർവ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

നാനോ-സിലിക്കൺ, സിഎൻടി, ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്നിവ അടങ്ങിയ സ്ലറി സ്പ്രേ ചെയ്തു, സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള പൊടി എസ്ഇഎം പരിശോധിച്ചു. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പ് ചേർത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ് മാട്രിക്സ് 5 മുതൽ 20 μm വരെ വലിപ്പമുള്ള ഒരു സാധാരണ ഫ്ലേക്ക് ഘടനയാണ് [ചിത്രം 2(a)]. ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ കണികാ വലിപ്പ വിതരണ പരിശോധന D50 15μm ആണെന്ന് കാണിക്കുന്നു. സ്പ്രേ ചെയ്തതിന് ശേഷം ലഭിക്കുന്ന പൊടിക്ക് ഗോളാകൃതിയിലുള്ള രൂപഘടനയുണ്ട് [ചിത്രം 2 (ബി)], സ്പ്രേ ചെയ്തതിന് ശേഷം ഗ്രാഫൈറ്റ് കോട്ടിംഗ് ലെയറിൽ പൂശുന്നതായി കാണാം. സ്പ്രേ ചെയ്തതിന് ശേഷമുള്ള പൊടിയുടെ D50 26.2 μm ആണ്. ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ രൂപഘടന സവിശേഷതകൾ SEM നിരീക്ഷിച്ചു, നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ ശേഖരിക്കുന്ന അയഞ്ഞ പോറസ് ഘടനയുടെ സവിശേഷതകൾ കാണിക്കുന്നു [ചിത്രം 2 (സി)]. സുഷിര ഘടന സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളും CNT-കളും പരസ്പരം ഇഴചേർന്നതാണ് [ചിത്രം 2(d)], കൂടാതെ ടെസ്റ്റ് നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം (BET) 53.3 m2/g വരെ ഉയർന്നതാണ്. അതിനാൽ, സ്പ്രേ ചെയ്ത ശേഷം, സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളും സിഎൻടികളും സ്വയം കൂട്ടിച്ചേർക്കുകയും ഒരു പോറസ് ഘടന ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പോറസ് പാളി ലിക്വിഡ് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിച്ചു, കാർബൺ കോട്ടിംഗ് മുൻഗാമി പിച്ചും കാർബണൈസേഷനും ചേർത്ത ശേഷം, SEM നിരീക്ഷണം നടത്തി. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. കാർബൺ പ്രീ-കോട്ടിംഗിന് ശേഷം, ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലം മിനുസമാർന്നതായിത്തീരുന്നു, ഒരു വ്യക്തമായ കോട്ടിംഗ് പാളി, കൂടാതെ പൂശൽ പൂർത്തിയായി, ചിത്രം 3 (a) ഉം (b) ലും കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. കാർബണൈസേഷനുശേഷം, ഉപരിതല കോട്ടിംഗ് പാളി ഒരു നല്ല കോട്ടിംഗ് അവസ്ഥ നിലനിർത്തുന്നു [ചിത്രം 3 (സി)]. കൂടാതെ, ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM ഇമേജ് സ്ട്രിപ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ [ചിത്രം 3 (ഡി)] കാണിക്കുന്നു, ഇത് നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപഘടന സവിശേഷതകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, ഇത് ബോൾ മില്ലിംഗിന് ശേഷം സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപീകരണം കൂടുതൽ പരിശോധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ചില നാനോഷീറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഫില്ലറുകൾ ഉണ്ടെന്ന് ചിത്രം 3(d) കാണിക്കുന്നു. ഇത് പ്രധാനമായും ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ്. അസ്ഫാൽറ്റ് ലായനി മെറ്റീരിയലിലേക്ക് തുളച്ചുകയറും, അങ്ങനെ ആന്തരിക സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കാർബൺ കോട്ടിംഗ് സംരക്ഷണ പാളി ലഭിക്കും. അതിനാൽ, ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, ദ്വിതീയ കണിക കോട്ടിംഗ് പ്രഭാവം നേടുന്നതിന് പുറമേ, പ്രാഥമിക കണിക കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഇരട്ട കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഫലവും ലഭിക്കും. കാർബണൈസ്ഡ് പൊടി BET പരീക്ഷിച്ചു, പരിശോധന ഫലം 22.3 m2 / g ആയിരുന്നു.

കാർബണൈസ്ഡ് പൊടി ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ എനർജി സ്പെക്ട്രം വിശകലനത്തിന് (EDS) വിധേയമാക്കി, ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4 (a) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മൈക്രോൺ വലിപ്പമുള്ള കോർ സി ഘടകമാണ്, ഗ്രാഫൈറ്റ് മാട്രിക്സുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, പുറം കോട്ടിംഗിൽ സിലിക്കണും ഓക്സിജനും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. സിലിക്കണിൻ്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ അന്വേഷിക്കുന്നതിന്, ഒരു എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (എക്സ്ആർഡി) ടെസ്റ്റ് നടത്തി, ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4 (ബി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മെറ്റീരിയൽ പ്രധാനമായും ഗ്രാഫൈറ്റും സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കണും ചേർന്നതാണ്, വ്യക്തമായ സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളൊന്നുമില്ല, ഊർജ്ജ സ്പെക്ട്രം ടെസ്റ്റിൻ്റെ ഓക്സിജൻ ഘടകം പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ ഉപരിതലത്തിൻ്റെ സ്വാഭാവിക ഓക്സീകരണത്തിൽ നിന്നാണ് വരുന്നതെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥം S1 ആയി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ S1 ബട്ടൺ-ടൈപ്പ് ഹാഫ്-സെൽ പ്രൊഡക്ഷൻ, ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് വിധേയമാക്കി. ആദ്യത്തെ ചാർജ്-ഡിസ്‌ചാർജ് കർവ് ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. റിവേഴ്‌സിബിൾ നിർദ്ദിഷ്ട കപ്പാസിറ്റി 1000.8 mAh/g ആണ്, ആദ്യ സൈക്കിൾ കാര്യക്ഷമത 93.9% വരെ ഉയർന്നതാണ്, ഇത് മുൻകൂർ ഇല്ലാത്ത മിക്ക സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത വസ്തുക്കളുടെ ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ലിത്തിയേഷൻ സാഹിത്യത്തിൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥത്തിന് ഉയർന്ന സ്ഥിരതയുണ്ടെന്ന് ഉയർന്ന ആദ്യ ദക്ഷത സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥിരതയിൽ പോറസ് ഘടന, ചാലക ശൃംഖല, കാർബൺ കോട്ടിംഗ് എന്നിവയുടെ ഫലങ്ങൾ പരിശോധിക്കുന്നതിനായി, സിഎൻടി ചേർക്കാതെയും പ്രാഥമിക കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഇല്ലാതെയും രണ്ട് തരം സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കി.

CNT ചേർക്കാതെയുള്ള സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ കാർബണൈസ്ഡ് പൊടിയുടെ രൂപഘടന ചിത്രം 6-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗും കാർബണൈസേഷനും ശേഷം, ചിത്രം 6 (a) ൽ ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കോട്ടിംഗ് പാളി വ്യക്തമായി കാണാം. കാർബണൈസ്ഡ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM ചിത്രം 6 (ബി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ സ്റ്റാക്കിംഗിന് പോറസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്, കൂടാതെ BET ടെസ്റ്റ് 16.6 m2/g ആണ്. എന്നിരുന്നാലും, CNTയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ [ചിത്രം 3(d) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അതിൻ്റെ കാർബണൈസ്ഡ് പൊടിയുടെ BET പരിശോധന 22.3 m2/g ആണ്], ആന്തരിക നാനോ-സിലിക്കൺ സ്റ്റാക്കിംഗ് സാന്ദ്രത കൂടുതലാണ്, ഇത് CNT ചേർക്കുന്നത് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു പോറസ് ഘടനയുടെ രൂപീകരണം. കൂടാതെ, മെറ്റീരിയലിന് CNT നിർമ്മിച്ച ഒരു ത്രിമാന ചാലക ശൃംഖല ഇല്ല. സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥം S2 ആയി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

സോളിഡ്-ഫേസ് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയോജിത വസ്തുക്കളുടെ രൂപഘടന സവിശേഷതകൾ ചിത്രം 7-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. കാർബണൈസേഷനുശേഷം, ചിത്രം 7 (എ) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു വ്യക്തമായ കോട്ടിംഗ് പാളി ഉണ്ട്. ക്രോസ് സെക്ഷനിൽ സ്ട്രിപ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ഉണ്ടെന്ന് ചിത്രം 7 (ബി) കാണിക്കുന്നു, ഇത് നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപഘടന സവിശേഷതകളുമായി യോജിക്കുന്നു. നാനോഷീറ്റുകളുടെ ശേഖരണം ഒരു പോറസ് ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. ആന്തരിക നാനോഷീറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ വ്യക്തമായ ഫില്ലർ ഒന്നുമില്ല, സോളിഡ്-ഫേസ് കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഒരു പോറസ് ഘടനയുള്ള ഒരു കാർബൺ കോട്ടിംഗ് പാളി മാത്രമേ ഉണ്ടാക്കുന്നുള്ളൂവെന്നും സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകൾക്ക് ആന്തരിക കോട്ടിംഗ് പാളി ഇല്ലെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥം S3 ആയി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

ബട്ടൺ-ടൈപ്പ് ഹാഫ് സെൽ ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് ടെസ്റ്റും എസ് 2, എസ് 3 എന്നിവയിൽ നടത്തി. S2-ൻ്റെ പ്രത്യേക ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും യഥാക്രമം 1120.2 mAh/g ഉം 84.8% ഉം ആയിരുന്നു, കൂടാതെ S3-ൻ്റെ പ്രത്യേക ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും യഥാക്രമം 882.5 mAh/g ഉം 82.9% ഉം ആയിരുന്നു. സോളിഡ്-ഫേസ് പൂശിയ എസ് 3 സാമ്പിളിൻ്റെ നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും ഏറ്റവും താഴ്ന്നതായിരുന്നു, ഇത് പോറസ് ഘടനയുടെ കാർബൺ കോട്ടിംഗ് മാത്രമേ നടത്തിയിട്ടുള്ളൂവെന്നും ആന്തരിക സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ കാർബൺ കോട്ടിംഗ് നടത്തിയിട്ടില്ലെന്നും ഇത് പൂർണ്ണമായി പ്ലേ ചെയ്യാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പ്രത്യേക ശേഷിയിലേക്ക്, സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതലത്തെ സംരക്ഷിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. CNT ഇല്ലാത്ത S2 സാമ്പിളിൻ്റെ ആദ്യ കാര്യക്ഷമത CNT അടങ്ങിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയുക്ത പദാർത്ഥത്തേക്കാൾ കുറവായിരുന്നു, ഇത് ഒരു നല്ല കോട്ടിംഗ് ലെയറിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ചാലക ശൃംഖലയും ഉയർന്ന അളവിലുള്ള പോറസ് ഘടനയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സഹായകരമാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമതയും.

നിരക്ക് 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 കപ്പാസിറ്റികൾ 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: shimobang ചേർക്കുക. ചാർജിംഗ് നിരക്കിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, യഥാക്രമം 3.186, 3.182, 3.081, 2.686, 2.289 Ah എന്നിവയാണ് 0.2C, 0.5C, 1C, 2C, 3C ചാർജിംഗ് കപ്പാസിറ്റികൾ. 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 അതിൻ്റെ സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജ് ചാർജിംഗ് ശേഷി കൂടുതലും (55%) വഹിക്കുന്നു, ഇത് 2C റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററിയുടെ ധ്രുവീകരണം ആണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനകം വളരെ വലുതാണ്. സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലിന് 1C-ൽ നല്ല ചാർജിംഗും ഡിസ്ചാർജിംഗ് പ്രകടനവുമുണ്ട്, എന്നാൽ ഉയർന്ന നിരക്ക് പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നതിന് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ചിത്രം 9-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 450 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം, ശേഷി നിലനിർത്തൽ നിരക്ക് 78% ആണ്, ഇത് നല്ല സൈക്കിൾ പ്രകടനം കാണിക്കുന്നു.

സൈക്കിളിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള ഇലക്ട്രോഡിൻ്റെ ഉപരിതല അവസ്ഥ SEM പരിശോധിച്ചു, ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 10-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സൈക്കിളിന് മുമ്പ്, ഗ്രാഫൈറ്റ്, സിലിക്കൺ-കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതലം വ്യക്തമാണ് [ചിത്രം 10 (എ)]; സൈക്കിളിനുശേഷം, ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു കോട്ടിംഗ് പാളി പ്രത്യക്ഷമായും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു [ചിത്രം 10(ബി)], ഇത് ഒരു കട്ടിയുള്ള SEI ഫിലിമാണ്. SEI ഫിലിം പരുക്കൻ, സജീവമായ ലിഥിയം ഉപഭോഗം ഉയർന്നതാണ്, ഇത് സൈക്കിൾ പ്രകടനത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല. അതിനാൽ, സുഗമമായ SEI ഫിലിം (കൃത്രിമ SEI ഫിലിം നിർമ്മാണം, അനുയോജ്യമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് അഡിറ്റീവുകൾ ചേർക്കുന്നത് മുതലായവ) രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നത് സൈക്കിൾ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. സൈക്കിളിനു ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ-കാർബൺ കണങ്ങളുടെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM നിരീക്ഷണം [ചിത്രം 10(സി)] കാണിക്കുന്നത് യഥാർത്ഥ സ്ട്രിപ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള സിലിക്കൺ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ പരുക്കനായതായും സുഷിര ഘടന അടിസ്ഥാനപരമായി ഇല്ലാതാക്കിയതായും കാണിക്കുന്നു. സൈക്കിളിൽ സിലിക്കൺ-കാർബൺ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ തുടർച്ചയായ വോളിയം വിപുലീകരണവും സങ്കോചവുമാണ് ഇതിന് പ്രധാനമായും കാരണം. അതിനാൽ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലിൻ്റെ വോളിയം വിപുലീകരണത്തിന് മതിയായ ബഫർ സ്പേസ് നൽകുന്നതിന് പോറസ് ഘടന കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്.

3 ഉപസംഹാരം

സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വോളിയം വിപുലീകരണം, മോശം ചാലകത, മോശം ഇൻ്റർഫേസ് സ്ഥിരത എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഈ പേപ്പർ സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ രൂപഘടന, സുഷിര ഘടനയുടെ നിർമ്മാണം, ചാലക ശൃംഖല നിർമ്മാണം, മുഴുവൻ ദ്വിതീയ കണങ്ങളുടെ പൂർണ്ണമായ കാർബൺ പൂശൽ എന്നിവയിൽ നിന്നും ലക്ഷ്യമിടുന്ന മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ നടത്തുന്നു. , മൊത്തത്തിൽ സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്. സിലിക്കൺ നാനോഷീറ്റുകളുടെ ശേഖരണം ഒരു പോറസ് ഘടന ഉണ്ടാക്കും. സിഎൻടിയുടെ ആമുഖം ഒരു പോറസ് ഘടനയുടെ രൂപീകരണത്തെ കൂടുതൽ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കും. ലിക്വിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലിന് സോളിഡ് ഫേസ് കോട്ടിംഗ് തയ്യാറാക്കിയതിനേക്കാൾ ഇരട്ട കാർബൺ കോട്ടിംഗ് ഫലമുണ്ട്, കൂടാതെ ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷിയും ആദ്യ കാര്യക്ഷമതയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. കൂടാതെ, സിഎൻടി അടങ്ങിയ സിലിക്കൺ-കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ആദ്യ കാര്യക്ഷമത സിഎൻടി ഇല്ലാത്തതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, ഇത് പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത വസ്തുക്കളുടെ വോളിയം വികാസം ലഘൂകരിക്കാനുള്ള ഉയർന്ന പോറസ് ഘടനയുടെ കഴിവാണ്. CNT യുടെ 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, സിലിക്കണിൻ്റെ വോളിയം വിപുലീകരണത്തിന് മതിയായ ബഫർ സ്പേസ് നൽകുന്നതിനും മിനുസമാർന്ന രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനും മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പോറസ് ഘടന കൂടുതൽ ശക്തിപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്.സിലിക്കൺ-കാർബൺ സംയോജിത മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സൈക്കിൾ പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സാന്ദ്രമായ SEI ഫിലിമും.

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

കൂടുതൽ ചർച്ചകൾക്കായി ഞങ്ങളെ സന്ദർശിക്കാൻ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഏതൊരു ഉപഭോക്താക്കളെയും സ്വാഗതം ചെയ്യുക!

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