تطبيقات كثافة الطاقة العالية

تحليل سعة تخزين الطاقة والمتانة وبيانات التكلفة للبطارية. في الوقت الحالي ، تستخدم بطارية الليثيوم عالية الكثافة الأكثر تقدمًا ، أكسيد معدن الليثيوم الانتقالي ذو الطبقات LiMo2 (M = Ni ، Co و Mn أو Al) كبيانات نشاط الكاثود (≈150-200mahG-1 سعة تفريغ فعالة) 1؟ الجرافيت (نظري السعة المحددة 372mahG-1) كبيانات نشاط الأنود. أثبتت إضافة جزء من السيليكون (حوالي li15si4 ، 3579mahgsi؟ 1) أنها استراتيجية فعالة لزيادة الطاقة المحددة. على سبيل المثال ، Yim et al. تستخدم البيانات المركبة من الجرافيت ومسحوق السيليكون (5٪ بالوزن٪) لإعداد واختبار الأنودات اللاصقة من البولي فينيل إيمين. قال المؤلف إنه بعد 350 دورة ، فإن القطب الأكثر فاعلية لديه سعة محددة تبلغ 514 مللي أمبير في 1 ، وهو ما يعادل 1.6 مرة من أنودات الجرافيت التجارية. ومع ذلك ، فإن إنهاء دورة أمان أنودات السيليكون عالية المحتوى وعالية الحمل يمثل تحديًا كبيرًا. أخطر عيوب السليكون في بيانات نشاط الأنود هي: (XNUMX) عدم رجعة عالية ، خاصة في الدورتين الأوليين ، مثل التفاعلات الجانبية مع الإلكتروليت ؛ (II) والليثيوم بعد صناعة السبائك ، يكون تغيير الحجم كبيرًا ، مما يؤدي إلى تكسير الجسيمات ويسحق الأنود ذاتيًا.

وتجدر الإشارة إلى أن كل هذه التأثيرات العكسية لن تؤدي فقط إلى تراكم كبير للمقاومة أثناء تشغيل البطارية ، بل ستؤدي أيضًا إلى استنفاد الكاثود الليثيوم. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي فقدان اتصال جسيمات السيليكون في شبكة أسود الكربون / الموثق و / أو المجمع إلى تسريع تدهور السعة. في السنوات الأخيرة ، تم اختبار الإلكتروليتات الجديدة و / أو المحسنة والمواد المضافة ومواد رابطة البوليمر للتغلب على المشاكل الرئيسية لأنودات السيليكون. 11 ، 13 ، 15؟ 17 بالإضافة إلى ذلك ، ينصب التركيز على إعداد بيانات نشاط الأكسدة والاختزال عالية الجودة القائمة على السيليكون. من منظور هذه الدراسات ، يتم النظر في القليل منها فقط هنا. على وجه الخصوص ، فإن بيانات السيليكون و SiOx وبياناتها المركبة ، وخاصة جزيئات الكربون النانوية ، لها آفاق واسعة في تطبيقات تخزين الطاقة في المستقبل. على سبيل المثال ، 18-21 ، Breitung et al. أنتجت مادة مركبة من جزيئات السيليكون وألياف الكربون النانوية. بعد مئات الدورات ، كانت سعتها ضعف سعة قطب جسيمات السيليكون الأصلي. أظهرت النتائج أن قدرة الاحتفاظ بجزيئات السيليكون المطلية بالكربون قد تحسنت بعد تحضير الجلوكوز بالطريقة الحرارية المائية. مستوحاة من هذه الدراسات ، الغرض من هذه الدراسة هو استخدام جزيئات السيليكون المغلفة بالبوليمر لتحضير مركبات النانو سي / سي مع هيكل قشرة نواة. تم استخدام المجهر الإلكتروني وحيود الأشعة السينية ومطياف رامان لتوصيف عينات المسحوق المكربن ​​عند 700 ~ 900. تم استخدام طريقة الضغط في الموقع ، مطياف الكتلة الكهروكيميائية التفاضلية وطريقة الانبعاث الصوتي لتحليل تمدد الحجم وسلوك الاختراق وسلوك التشوه / التدهور الميكانيكي للجسيمات المركبة Si / C على القطب الفعلي.