Preparasyon nan materyèl konpoze Silisyòm-kabòn pou Materyèl anod Ion Battery

Preparasyon nan materyèl konpoze Silisyòm-kabòn pou materyèl anod ion batri

Pil ityòm-ion (LIB) yo te itilize de pli zan pli nan gwo kapasite depo aparèy tankou machin elektrik ak aparèy depo enèji (ESS) ak aparèy mobil akòz karakteristik lavi ki estab yo ak efikasite segondè.

Estrateji sa yo ka itilize pou avanse dansite enèji nan LIB (Wh = kg): 1) modifye done electrodes a 2) amelyore teknoloji kouch 3) amelyore done yo ranpli nan anodik la ak katod, 4) avanse absòksyon ityòm to katod la. Sepandan, metòd 2-4 yo jeneralman limite a sa ki optimize espas entèn ak planifikasyon, ak Se poutèt sa, se rechèch nan konpozisyon an nan nouvo materyèl elèktr aktyèlman ap fèt.

Kounye a, sous ki pi reprezantan nan katod yo itilize nan LIB se grafit. Paske nan oryantasyon an uniaxial nan grafèn kouch a, li montre yon trè revèsib konpòtman chaj-egzeyat ak Se poutèt sa gen yon lavi sik long.

Anplis de sa, lè grafit konplètman chaje, se sa ki, lè ityòm iyon yo prezan ant kouch yo, potansyèl la electrodes se 0V vs Li = Li +. Sa a endike ke grafit ka montre yon potansyèl menm jan ak sa yo ki an pi metal metal Li. Se poutèt sa, ka pi wo enèji ka jwenn nan rasanble yon batri ak yon katod grafit ak yon anod ki baze sou oksid.

Sepandan, konsidere demann pou gwo kapasite pil nan moman sa a, ki ba kapasite teyorik la nan grafit (372mAh = g, 837mAh = cm3) se yon obstak kle nan itilize nan kontinyèl grafit kòm materyèl anod. Se poutèt sa, yo nan lòd yo devlope-wo kapasite, pèfòmans-wo ityòm pil segondè, li enpòtan yo devlope materyèl ki pa kabòn anodik.

Pami materyèl sa yo ki pa kabòn, Si se pi apwopriye a paske li gen yon kapasite segondè egzeyat de 4200mAh = g ak yon potansyèl repons ityòm de 0.4V (vsLi = Li +). Sepandan, Si rankontre yon pwoblèm kle, ki se, volim nan chanje grav pandan pwosesis la chaj ak egzeyat, sa ki lakòz revès pòv ak sansib pouri anba tè kapasite.

Plizyè apwòch yo te pwopoze pou redwi ekspansyon volim, tankou repons nano-echèl nan patikil metal nan ityòm, konpozisyon an nan alyaj etewojèn ki reyaji ak ityòm, ak aktif = konplèks metal inaktif ak lityom alyaj = konpozisyon kabòn. 11-15)

Nan atelye sa a, nou eseye fè fas ak pwoblèm nan ekspansyon esansyèl nan Silisyòm pa konpoze Silisyòm-kabòn nwa (Si-CB) done konpoze. Se estrikti a CB ki te fòme pa agrégation nan patikil prensipal nan diferan direksyon yo fòme yon rezo nan diferan direksyon ak espas ki fòme nan CB a total akòz kwasans o aza. 16-19)

Se poutèt sa, nan ka ekspansyon volim, espas sa yo pral itilize kòm yon zòn de defans ki gen Silisyòm