Il-batteriji tal-jone tal-litju qed jiżviluppaw prinċipalment fid-direzzjoni ta 'densità għolja ta' enerġija. F'temperatura tal-kamra, liga ta 'materjali ta' elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon bil-litju biex tipproduċi fażi Li3.75Si tal-prodott b'ħafna litju, b'kapaċità speċifika sa 3572 mAh/g, li hija ħafna ogħla mill-kapaċità speċifika teoretika ta 'elettrodu negattiv tal-grafita 372 mAh/g. Madankollu, matul il-proċess ripetut ta 'ċċarġjar u ħatt ta' materjali ta 'elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon, it-trasformazzjoni tal-fażi ta' Si u Li3.75Si tista 'tipproduċi espansjoni ta' volum enormi (madwar 300%), li twassal għal trab strutturali ta 'materjali ta' elettrodu u formazzjoni kontinwa ta ' Film SEI, u finalment jikkawża li l-kapaċità tinżel malajr. L-industrija prinċipalment ittejjeb il-prestazzjoni ta 'materjali ta' elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon u l-istabbiltà ta 'batteriji bbażati fuq is-silikon permezz ta' nano-sizing, kisi tal-karbonju, formazzjoni tal-pori u teknoloġiji oħra.
Il-materjali tal-karbonju għandhom konduttività tajba, prezz baxx, u sorsi wiesgħa. Jistgħu jtejbu l-konduttività u l-istabbiltà tal-wiċċ ta 'materjali bbażati fuq is-silikon. Huma jintużaw preferenzjali bħala addittivi għat-titjib tal-prestazzjoni għal elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon. Il-materjali tas-silikon-karbonju huma d-direzzjoni tal-iżvilupp mainstream ta 'elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon. Il-kisi tal-karbonju jista 'jtejjeb l-istabbiltà tal-wiċċ ta' materjali bbażati fuq is-silikon, iżda l-abbiltà tiegħu li jinibixxi l-espansjoni tal-volum tas-silikon hija ġenerali u ma tistax issolvi l-problema tal-espansjoni tal-volum tas-silikon. Għalhekk, sabiex tittejjeb l-istabbiltà tal-materjali bbażati fuq is-silikon, jeħtieġ li jinbnew strutturi porużi. It-tħin bil-ballun huwa metodu industrijalizzat għall-preparazzjoni tan-nanomaterjali. Addittivi differenti jew komponenti materjali jistgħu jiġu miżjuda mad-demel likwidu miksub bit-tħin tal-ballun skont ir-rekwiżiti tad-disinn tal-materjal kompost. Id-demel likwidu huwa mxerred b'mod uniformi permezz ta 'diversi slurries u mnixxef bl-isprej. Matul il-proċess ta 'tnixxif istantanju, in-nanopartiċelli u komponenti oħra fid-demel likwidu jifformaw spontanjament karatteristiċi strutturali porużi. Dan id-dokument juża tħin bil-ballun industrijalizzat u favur l-ambjent u tnixxif bl-isprej teknoloġija biex jipprepara materjali porużi bbażati fuq is-silikon.
Il-prestazzjoni ta 'materjali bbażati fuq is-silikon tista' wkoll tittejjeb billi tirregola l-morfoloġija u l-karatteristiċi tad-distribuzzjoni tan-nanomaterjali tas-silikon. Fil-preżent, ġew ippreparati materjali bbażati fuq is-silikon b'diversi morfoloġiji u karatteristiċi ta 'distribuzzjoni, bħal nanorods tas-silikon, nanosilicon inkorporat tal-grafita poruża, nanosilicon distribwit fi sferi tal-karbonju, strutturi porużi ta' firxa ta 'silikon/grafene, eċċ Fl-istess skala, meta mqabbla ma' nanopartiċelli , nanosheets jistgħu jrażżnu aħjar il-problema tat-tgħaffiġ ikkawżata mill-espansjoni tal-volum, u l-materjal għandu densità ta 'kompattazzjoni ogħla. L-istivar diżordinat ta 'nanosheets jista' wkoll jifforma struttura poruża. Biex tingħaqad mal-grupp ta 'skambju ta' elettrodu negattiv tas-silikon. Ipprovdi spazju buffer għall-espansjoni tal-volum tal-materjali tas-silikon. L-introduzzjoni ta 'nanotubi tal-karbonju (CNTs) tista' mhux biss ittejjeb il-konduttività tal-materjal, iżda wkoll tippromwovi l-formazzjoni ta 'strutturi porużi tal-materjal minħabba l-karatteristiċi morfoloġiċi unidimensjonali tagħha. M'hemm l-ebda rapporti dwar strutturi porużi mibnija minn nanosheets tas-silikon u CNTs. Dan id-dokument jadotta t-tħin tal-ballun, tħin u dispersjoni applikabbli industrijalment, tnixxif bl-isprej, kisi minn qabel tal-karbonju u metodi ta 'kalċinazzjoni, u jintroduċi promoturi porużi fil-proċess ta' preparazzjoni biex jipprepara materjali ta 'elettrodi negattivi bbażati fuq silikon poruż iffurmati minn awto-assemblaġġ ta' nanosheets tas-silikon u CNTs. Il-proċess ta 'preparazzjoni huwa sempliċi, favur l-ambjent, u ma jiġi ġġenerat l-ebda skart ta' likwidu jew residwu ta 'skart. Hemm ħafna rapporti ta 'letteratura dwar il-kisi tal-karbonju ta' materjali bbażati fuq is-silikon, iżda hemm ftit diskussjonijiet fil-fond dwar l-effett tal-kisi. Dan id-dokument juża l-asfalt bħala s-sors tal-karbonju biex jinvestiga l-effetti ta 'żewġ metodi ta' kisi tal-karbonju, kisi tal-fażi likwida u kisi tal-fażi solida, fuq l-effett tal-kisi u l-prestazzjoni ta 'materjali tal-elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon.
1 Esperiment
1.1 Preparazzjoni tal-materjal
Il-preparazzjoni ta 'materjali komposti porużi tas-silikon-karbonju prinċipalment tinkludi ħames passi: tħin bil-ballun, tħin u tixrid, tnixxif bl-isprej, kisi minn qabel tal-karbonju u karbonizzazzjoni. L-ewwel, iżen 500 g ta 'trab tas-silikon inizjali (domestiku, purità ta' 99.99%), żid 2000 g ta 'isopropanol, u wettaq tħin bil-ballun imxarrab b'veloċità ta' tħin bil-ballun ta '2000 r/min għal 24 siegħa biex tikseb demel likwidu tas-silikon fuq skala nano. Id-demel likwidu miksub tas-silikon jiġi trasferit għal tank tat-trasferiment tad-dispersjoni, u l-materjali huma miżjuda skont il-proporzjon tal-massa tas-silikon: grafita (prodott f'Shanghai, grad tal-batterija): nanotubi tal-karbonju (prodotti f'Tianjin, grad tal-batterija): polyvinyl pyrrolidone (prodott fi Tianjin, grad analitiku) = 40:60:1.5:2. Isopropanol jintuża biex jaġġusta l-kontenut solidu, u l-kontenut solidu huwa ddisinjat biex ikun 15%. It-tħin u t-tixrid jitwettqu b'veloċità ta 'dispersjoni ta' 3500 r/min għal 4 sigħat. Grupp ieħor ta 'slurries mingħajr ma żżid CNTs huwa mqabbel, u l-materjali l-oħra huma l-istess. Id-demel likwidu miksub imxerred imbagħad jiġi trasferit għal tank tat-tmigħ tat-tnixxif bl-isprej, u t-tnixxif bl-isprej jitwettaq f'atmosfera protetta min-nitroġenu, bit-temperaturi tad-dħul u tal-ħruġ ikunu 180 u 90 °C, rispettivament. Imbagħad żewġ tipi ta 'kisi tal-karbonju ġew imqabbla, kisi ta' fażi solida u kisi ta 'fażi likwida. Il-metodu tal-kisi tal-fażi solida huwa: it-trab imnixxef bl-isprej huwa mħallat ma '20% trab tal-asfalt (magħmul fil-Korea, D50 huwa 5 μm), imħallat f'mixer mekkaniku għal 10 min, u l-veloċità tat-taħlit hija 2000 r/min biex tikseb trab miksi minn qabel. Il-metodu tal-kisi tal-fażi likwida huwa: it-trab imnixxef bl-isprej huwa miżjud ma 'soluzzjoni ta' xylene (magħmula f'Tianjin, grad analitiku) li jkun fiha 20% asfalt maħlul fit-trab f'kontenut solidu ta '55%, u vakwu mħawwad b'mod uniformi. Aħmi f'forn bil-vakwu f'85 ℃ għal 4 sigħat, poġġi f'mixer mekkaniku għat-taħlit, il-veloċità tat-taħlit hija 2000 r/min, u l-ħin tat-taħlit huwa 10 min biex tikseb trab miksi minn qabel. Fl-aħħarnett, it-trab miksi minn qabel ġie kkalċinat f'forn li jdur taħt atmosfera ta 'nitroġenu b'rata ta' tisħin ta '5 ° C/min. L-ewwel inżamm f'temperatura kostanti ta '550 ° C għal 2 sigħat, imbagħad kompliet tissaħħan sa 800 ° C u miżmuma f'temperatura kostanti għal 2 sigħat, u mbagħad tkessaħ b'mod naturali għal taħt 100 ° C u skarikat biex tikseb silikon-karbonju materjal kompost.
1.2 Metodi ta' karatterizzazzjoni
Id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli tal-materjal ġiet analizzata bl-użu ta 'testatur tad-daqs tal-partiċelli (verżjoni Mastersizer 2000, magħmula fir-Renju Unit). It-trabijiet miksuba f'kull pass ġew ittestjati permezz ta 'mikroskopija elettronika tal-iskannjar (Regulus8220, magħmula fil-Ġappun) biex teżamina l-morfoloġija u d-daqs tat-trab. L-istruttura tal-fażi tal-materjal ġiet analizzata bl-użu ta 'analizzatur tad-diffrazzjoni tat-trab tar-raġġi X (D8 ADVANCE, magħmul fil-Ġermanja), u l-kompożizzjoni elementali tal-materjal ġiet analizzata bl-użu ta' analizzatur tal-ispettru tal-enerġija. Il-materjal kompost tas-silikon-karbonju miksub intuża biex jagħmel nofs ċellula buttuna tal-mudell CR2032, u l-proporzjon tal-massa tas-silikon-karbonju: SP: CNT: CMC: SBR kien 92:2:2:1.5:2.5. Il-kontro-elettrodu huwa folja tal-litju tal-metall, l-elettrolit huwa elettrolit kummerċjali (mudell 1901, magħmul fil-Korea), id-dijaframma Celgard 2320 hija użata, il-firxa tal-vultaġġ ta 'ċarġ u discharge hija 0.005-1.5 V, il-kurrent ta' ċarġ u skarigu huwa 0.1 C (1C = 1A), u l-kurrent ta 'qtugħ ta' kwittanza huwa 0.05 C.
Sabiex tkompli tinvestiga l-prestazzjoni ta 'materjali komposti tas-silikon-karbonju, saret batterija 408595 ta' soft-pack żgħir laminat. L-elettrodu pożittiv juża NCM811 (magħmul f'Hunan, grad tal-batterija), u l-grafita ta 'l-elettrodu negattiv huwa drogat b'materjal tas-silikon-karbonju ta' 8%. Il-formula pożittiva tad-demel likwidu tal-elettrodu hija 96% NCM811, 1.2% fluworidu tal-poliviniliden (PVDF), 2% aġent konduttiv SP, 0.8% CNT, u NMP jintuża bħala dispersant; il-formula tad-demel likwidu ta 'l-elettrodu negattiv huwa 96% materjal ta' elettrodu negattiv kompost, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, u l-ilma jintuża bħala dispersant. Wara li tħawwad, kisi, rolling, qtugħ, laminazzjoni, iwweldjar tat-tab, ippakkjar, ħami, injezzjoni likwida, formazzjoni u diviżjoni tal-kapaċità, ġew ippreparati 408595 batteriji żgħar laminati ta 'pakkett artab b'kapaċità ratata ta' 3 Ah. Ġew ittestjati l-prestazzjoni tar-rata ta '0.2C, 0.5C, 1C, 2C u 3C u l-prestazzjoni taċ-ċiklu ta' 0.5C charge u 1C discharge. Il-firxa tal-vultaġġ ta 'ċarġ u skarigu kienet 2.8-4.2 V, iċċarġjar ta' kurrent kostanti u vultaġġ kostanti, u l-kurrent ta 'qtugħ kien 0.5C.
2 Riżultati u Diskussjoni
It-trab tas-silikon inizjali ġie osservat permezz ta 'mikroskopija elettronika tal-iskannjar (SEM). It-trab tas-silikon kien granulari b'mod irregolari b'daqs ta 'partiċelli ta' inqas minn 2μm, kif muri fil-Figura 1(a). Wara tħin bil-ballun, id-daqs tat-trab tas-silikon tnaqqas b'mod sinifikanti għal madwar 100 nm [Figura 1 (b)]. It-test tad-daqs tal-partiċelli wera li d-D50 tat-trab tas-silikon wara t-tħin tal-ballun kien 110 nm u d-D90 kien 175 nm. Eżami bir-reqqa tal-morfoloġija tat-trab tas-silikon wara t-tħin tal-ballun juri struttura flaky (il-formazzjoni tal-istruttura flaky se tiġi vverifikata aktar mis-SEM cross-sectional aktar tard). Għalhekk, id-dejta D90 miksuba mit-test tad-daqs tal-partiċella għandha tkun id-dimensjoni tat-tul tan-nanosheet. Flimkien mar-riżultati SEM, jista 'jiġi ġġudikat li d-daqs tan-nanosheet miksub huwa iżgħar mill-valur kritiku ta' 150 nm tal-ksur tat-trab tas-silikon waqt l-iċċarġjar u l-ħatt f'mill-inqas dimensjoni waħda. Il-formazzjoni tal-morfoloġija flaky hija prinċipalment dovuta għall-enerġiji ta 'dissoċjazzjoni differenti tal-pjani tal-kristall tas-silikon kristallin, li fosthom il-pjan {111} tas-silikon għandu enerġija ta' dissoċjazzjoni aktar baxxa mill-pjani tal-kristall {100} u {110}. Għalhekk, dan il-pjan tal-kristall huwa aktar faċilment mraqqa bit-tħin tal-ballun, u finalment jifforma struttura flaky. L-istruttura flaky twassal għall-akkumulazzjoni ta 'strutturi maħlula, tirriserva spazju għall-espansjoni tal-volum tas-silikon, u ttejjeb l-istabbiltà tal-materjal.
Id-demel likwidu li fih nano-silikon, CNT u grafita ġie sprejjat, u t-trab qabel u wara l-bexx ġie eżaminat mill-SEM. Ir-riżultati huma murija fil-Figura 2. Il-matriċi tal-grafita miżjuda qabel il-bexx hija struttura tipika ta 'saffi b'daqs ta' 5 sa 20 μm [Figura 2(a)]. It-test tad-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli tal-grafita juri li D50 huwa 15μm. It-trab miksub wara l-bexx għandu morfoloġija sferika [Figura 2(b)], u wieħed jista 'jara li l-grafita hija miksija bis-saff tal-kisi wara l-bexx. Id-D50 tat-trab wara l-bexx huwa 26.2 μm. Il-karatteristiċi morfoloġiċi tal-partiċelli sekondarji ġew osservati minn SEM, li juru l-karatteristiċi ta 'struttura poruża maħlula akkumulata minn nanomaterjali [Figura 2(c)]. L-istruttura poruża hija magħmula minn nanosheets tas-silikon u CNTs magħqudin ma 'xulxin [Figura 2(d)], u l-erja tal-wiċċ speċifika tat-test (BET) hija għolja daqs 53.3 m2/g. Għalhekk, wara l-bexx, nanosheets tas-silikon u CNTs jinġabru waħedhom biex jiffurmaw struttura poruża.
Is-saff poruż ġie ttrattat b'kisja tal-karbonju likwidu, u wara li żiedet iż-żift tal-prekursur tal-kisi tal-karbonju u l-karbonizzazzjoni, twettqet osservazzjoni SEM. Ir-riżultati huma murija fil-Figura 3. Wara l-kisi minn qabel tal-karbonju, il-wiċċ tal-partiċelli sekondarji jsir lixx, b'saff ta 'kisi ovvju, u l-kisi huwa komplut, kif muri fil-Figuri 3(a) u (b). Wara l-karbonizzazzjoni, is-saff tal-kisi tal-wiċċ iżomm stat tajjeb tal-kisi [Figura 3(c)]. Barra minn hekk, l-immaġni SEM trasversali turi nanopartiċelli f'forma ta 'strixxa [Figura 3(d)], li jikkorrispondu għall-karatteristiċi morfoloġiċi ta' nanosheets, tivverifika aktar il-formazzjoni ta 'nanosheets tas-silikon wara tħin tal-ballun. Barra minn hekk, il-Figura 3(d) turi li hemm fillers bejn xi nanosheets. Dan huwa prinċipalment minħabba l-użu tal-metodu tal-kisi tal-fażi likwida. Is-soluzzjoni tal-asfalt se tippenetra fil-materjal, sabiex il-wiċċ tan-nanosheets tas-silikon intern jikseb saff protettiv ta 'kisi tal-karbonju. Għalhekk, bl-użu tal-kisi tal-fażi likwida, minbarra l-kisba tal-effett tal-kisi tal-partiċelli sekondarji, jista 'jinkiseb ukoll l-effett tal-kisi tal-karbonju doppju tal-kisi tal-partiċelli primarji. It-trab karbonizzat ġie ttestjat minn BET, u r-riżultat tat-test kien 22.3 m2/g.
It-trab karbonizzat kien soġġett għal analiżi tal-ispettru tal-enerġija trasversali (EDS), u r-riżultati huma murija fil-Figura 4(a). Il-qalba ta 'daqs mikron hija komponent C, li jikkorrispondi għall-matriċi tal-grafita, u l-kisja ta' barra fiha silikon u ossiġnu. Biex tinvestiga aktar l-istruttura tas-silikon, sar test tad-diffrazzjoni tar-raġġi X (XRD), u r-riżultati huma murija fil-Figura 4(b). Il-materjal huwa magħmul prinċipalment minn grafita u silikon ta 'kristall wieħed, mingħajr karatteristiċi ovvji ta' ossidu tas-silikon, li jindika li l-komponent tal-ossiġnu tat-test tal-ispettru tal-enerġija prinċipalment ġej mill-ossidazzjoni naturali tal-wiċċ tas-silikon. Il-materjal kompost tas-silikon-karbonju huwa rreġistrat bħala S1.
Il-materjal ippreparat tas-silikon-karbonju S1 kien soġġett għal testijiet ta 'produzzjoni ta' nofs ċellula tat-tip buttuna u skariku ta 'ċarġ. L-ewwel kurva ta 'ċarġ-ħatt hija murija fil-Figura 5. Il-kapaċità speċifika riversibbli hija 1000.8 mAh/g, u l-effiċjenza tal-ewwel ċiklu hija għolja daqs 93.9%, li hija ogħla mill-ewwel effiċjenza tal-biċċa l-kbira tal-materjali bbażati fuq is-silikon mingħajr pre- litiazzjoni rrappurtata fil-letteratura. L-ewwel effiċjenza għolja tindika li l-materjal kompost tas-silikon-karbonju ppreparat għandu stabbiltà għolja. Sabiex jiġu vverifikati l-effetti ta 'struttura poruża, netwerk konduttiv u kisi tal-karbonju fuq l-istabbiltà tal-materjali tas-silikon-karbonju, ġew ippreparati żewġ tipi ta' materjali tas-silikon-karbonju mingħajr ma żżid CNT u mingħajr kisja primarja tal-karbonju.
Il-morfoloġija tat-trab karbonizzat tal-materjal kompost tas-silikon-karbonju mingħajr ma żżid CNT tidher fil-Figura 6. Wara kisi u karbonizzazzjoni tal-fażi likwida, saff ta 'kisi jista' jidher b'mod ċar fuq il-wiċċ tal-partiċelli sekondarji fil-Figura 6(a). Is-SEM cross-sectional tal-materjal karbonizzat jidher fil-Figura 6(b). L-istivar tan-nanosheets tas-silikon għandu karatteristiċi porużi, u t-test BET huwa 16.6 m2/g. Madankollu, meta mqabbel mal-każ b'CNT [kif muri fil-Figura 3(d), it-test BET tat-trab karbonizzat tiegħu huwa 22.3 m2/g], id-densità interna tal-istivar tan-nano-silikon hija ogħla, li tindika li ż-żieda ta 'CNT tista' tippromwovi il-formazzjoni ta 'struttura poruża. Barra minn hekk, il-materjal m'għandux netwerk konduttiv tridimensjonali mibni minn CNT. Il-materjal kompost tas-silikon-karbonju huwa rreġistrat bħala S2.
Il-karatteristiċi morfoloġiċi tal-materjal kompost tas-silikon-karbonju ppreparat b'kisja tal-karbonju b'fażi solida huma murija fil-Figura 7. Wara l-karbonizzazzjoni, hemm saff ta 'kisi ovvju fuq il-wiċċ, kif muri fil-Figura 7(a). Il-Figura 7(b) turi li hemm nanopartiċelli f'forma ta 'strixxa fis-sezzjoni trasversali, li tikkorrispondi għall-karatteristiċi morfoloġiċi tan-nanosheets. L-akkumulazzjoni ta 'nanosheets tifforma struttura poruża. M'hemm l-ebda mili ovvju fuq il-wiċċ tan-nanosheets interni, li jindika li l-kisi tal-karbonju f'fażi solida jifforma biss saff ta 'kisi tal-karbonju bi struttura poruża, u m'hemm l-ebda saff ta' kisi intern għan-nanosheets tas-silikon. Dan il-materjal kompost tas-silikon-karbonju huwa rreġistrat bħala S3.
It-test ta 'ċarġ u skariku ta' nofs ċellula tat-tip buttuna sar fuq S2 u S3. Il-kapaċità speċifika u l-ewwel effiċjenza ta 'S2 kienu 1120.2 mAh/g u 84.8%, rispettivament, u l-kapaċità speċifika u l-ewwel effiċjenza ta' S3 kienu 882.5 mAh/g u 82.9%, rispettivament. Il-kapaċità speċifika u l-ewwel effiċjenza tal-kampjun S3 miksi b'fażi solida kienu l-aktar baxxi, li jindikaw li twettqet biss il-kisi tal-karbonju tal-istruttura poruża, u l-kisja tal-karbonju tan-nanosheets interni tas-silikon ma twettqitx, li ma setgħetx tagħti rwol sħiħ għall-kapaċità speċifika tal-materjal ibbażat fuq is-silikon u ma setgħetx tipproteġi l-wiċċ tal-materjal ibbażat fuq is-silikon. L-ewwel effiċjenza tal-kampjun S2 mingħajr CNT kienet ukoll aktar baxxa minn dik tal-materjal kompost tas-silikon-karbonju li fih CNT, li jindika li fuq il-bażi ta 'saff ta' kisi tajjeb, in-netwerk konduttiv u grad ogħla ta 'struttura poruża jwasslu għat-titjib. tal-effiċjenza ta 'ċarġ u skariku tal-materjal tas-silikon-karbonju.
Il-materjal tas-silikon-karbonju S1 intuża biex jagħmel batterija sħiħa ta 'soft-pack żgħira biex teżamina l-prestazzjoni tar-rata u l-prestazzjoni taċ-ċiklu. Il-kurva tar-rata ta' ħruġ tidher fil-Figura 8(a). Il-kapaċitajiet ta 'kwittanza ta' 0.2C, 0.5C, 1C, 2C u 3C huma 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 u 1.021 Ah, rispettivament. Ir-rata ta 'kwittanza 1C hija għolja daqs 98.3%, iżda r-rata ta' kwittanza 2C tinżel għal 73.3%, u r-rata ta 'kwittanza 3C tinżel aktar għal 34.4%. Biex tingħaqad mal-grupp ta 'skambju ta' elettrodu negattiv tas-silikon, jekk jogħġbok żid WeChat: shimobang. F'termini ta 'rata ta' ċċarġjar, il-kapaċitajiet ta 'ċċarġjar ta' 0.2C, 0.5C, 1C, 2C u 3C huma 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 u 2.289 Ah, rispettivament. Ir-rata tal-iċċarġjar 1C hija 96.7%, u r-rata tal-iċċarġjar 2C għadha tilħaq 84.3%. Madankollu, billi tosserva l-kurva tal-iċċarġjar fil-Figura 8(b), il-pjattaforma tal-iċċarġjar 2C hija akbar b'mod sinifikanti mill-pjattaforma tal-iċċarġjar 1C, u l-kapaċità tal-iċċarġjar tal-vultaġġ kostanti tagħha tammonta għal ħafna (55%), li tindika li l-polarizzazzjoni tal-batterija rikarikabbli 2C hija diġà kbar ħafna. Il-materjal tas-silikon-karbonju għandu prestazzjoni tajba għall-iċċarġjar u l-ħatt f'1C, iżda l-karatteristiċi strutturali tal-materjal jeħtieġ li jittejbu aktar biex tinkiseb prestazzjoni ta 'rata ogħla. Kif muri fil-Figura 9, wara 450 ċiklu, ir-rata ta 'żamma tal-kapaċità hija 78%, li turi prestazzjoni tajba taċ-ċiklu.
L-istat tal-wiċċ tal-elettrodu qabel u wara ċ-ċiklu ġie investigat minn SEM, u r-riżultati huma murija fil-Figura 10. Qabel iċ-ċiklu, il-wiċċ tal-grafita u l-materjali tas-silikon-karbonju huwa ċar [Figura 10(a)]; wara ċ-ċiklu, saff ta 'kisi huwa ovvjament iġġenerat fuq il-wiċċ [Figura 10(b)], li huwa film SEI oħxon. SEI film roughnessThe konsum attiv tal-litju huwa għoli, li ma jwassalx għall-prestazzjoni taċ-ċiklu. Għalhekk, il-promozzjoni tal-formazzjoni ta 'film SEI bla xkiel (bħal kostruzzjoni ta' film SEI artifiċjali, iż-żieda ta 'addittivi tal-elettroliti adattati, eċċ.) Tista' ttejjeb il-prestazzjoni taċ-ċiklu. L-osservazzjoni SEM trasversali tal-partiċelli tas-silikon-karbonju wara ċ-ċiklu [Figura 10(c)] turi li n-nanopartiċelli tas-silikon f'forma ta 'strixxa oriġinali saru aktar oħxon u l-istruttura poruża bażikament ġiet eliminata. Dan huwa prinċipalment minħabba l-espansjoni tal-volum kontinwu u l-kontrazzjoni tal-materjal tas-silikon-karbonju matul iċ-ċiklu. Għalhekk, l-istruttura poruża jeħtieġ li tissaħħaħ aktar biex tipprovdi biżżejjed spazju buffer għall-espansjoni tal-volum tal-materjal ibbażat fuq is-silikon.
3 Konklużjoni
Ibbażat fuq l-espansjoni tal-volum, konduttività fqira u stabbiltà fqira tal-interface ta 'materjali tal-elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon, dan id-dokument jagħmel titjib immirat, mill-iffurmar tal-morfoloġija tan-nanosheets tas-silikon, kostruzzjoni ta' struttura poruża, kostruzzjoni ta 'netwerk konduttiv u kisi komplut tal-karbonju tal-partiċelli sekondarji kollha. , biex tittejjeb l-istabbiltà tal-materjali tal-elettrodi negattivi bbażati fuq is-silikon kollha kemm hi. L-akkumulazzjoni ta 'nanosheets tas-silikon tista' tifforma struttura poruża. L-introduzzjoni ta 'CNT tkompli tippromwovi l-formazzjoni ta' struttura poruża. Il-materjal kompost tas-silikon-karbonju ppreparat b'kisi ta 'fażi likwida għandu effett ta' kisi tal-karbonju doppju minn dak ippreparat b'kisi ta 'fażi solida, u juri kapaċità speċifika ogħla u l-ewwel effiċjenza. Barra minn hekk, l-ewwel effiċjenza tal-materjal kompost tas-silikon-karbonju li fih CNT hija ogħla minn dik mingħajr CNT, li hija prinċipalment dovuta għall-grad ogħla ta 'kapaċità ta' struttura poruża biex ittaffi l-espansjoni tal-volum ta 'materjali bbażati fuq is-silikon. L-introduzzjoni ta 'CNT se tibni netwerk konduttiv tridimensjonali, ittejjeb il-konduttività ta' materjali bbażati fuq is-silikon, u turi prestazzjoni ta 'rata tajba f'1C; u l-materjal juri prestazzjoni tajba taċ-ċiklu. Madankollu, l-istruttura poruża tal-materjal jeħtieġ li tissaħħaħ aktar biex tipprovdi biżżejjed spazju buffer għall-espansjoni tal-volum tas-silikon, u tippromwovi l-formazzjoni ta 'bla xkiel.u film dens SEI biex ittejjeb aktar il-prestazzjoni taċ-ċiklu tal-materjal kompost tas-silikon-karbonju.
Aħna nipprovdu wkoll prodotti ta 'grafita u karbur tas-silikon ta' purità għolja, li jintużaw ħafna fl-ipproċessar tal-wejfers bħall-ossidazzjoni, id-diffużjoni u l-ittemprar.
Merħba kwalunkwe klijenti minn madwar id-dinja biex iżuruna għal diskussjoni ulterjuri!
https://www.vet-china.com/
Ħin tal-post: Nov-13-2024