Aplikace s vysokou hustotou energie

analyzoval kapacitu akumulace energie, životnost a údaje o nákladech baterie. V současnosti nejpokročilejší lithiová baterie s vysokou energetickou hustotou používá vrstvený lithiový oxid přechodného kovu LiMo2 (M=Ni, Co a Mn nebo Al) jako data aktivity katody (≈150? 200mahG-1 efektivní vybíjecí kapacita) 1? Grafit (teoretická specifická kapacita je 372mahG-1) jako údaje o aktivitě anody. Přidání části křemíku (asi li15si4, 3579mahgsi? 1) se ukázalo jako účinná strategie pro další zvýšení specifické energie. Například Yim a kol. použila kompozitní data grafitu a silikonového prášku (5 % hmotn. %) k přípravě a testování polyvinyliminových adhezivních anod. Po 350 cyklech má nejúčinnější elektroda specifickou kapacitu 514 mahG-1, což je 1.6krát větší než komerční grafitové anody, uvedl autor. Ukončit bezpečnostní cyklus křemíkových anod s vysokým obsahem a vysokým zatížením je však velmi náročné. Nejzávažnější defekty křemíku jako anodové aktivity jsou: (I) vysoká nevratnost, zejména v prvních dvou cyklech, jako jsou vedlejší reakce s elektrolytem; (II) a lithia po legování je objemová změna velká, což má za následek praskání částic a samoprášení anody.

Je třeba poznamenat, že všechny tyto zpětné efekty způsobí nejen velkou akumulaci impedance během provozu baterie, ale také způsobí vyčerpání katodového lithia. Kromě toho ztráta kontaktu částic křemíku ve vodivé síti saze/pojivo a/nebo kolektoru urychlí degradaci kapacity. V posledních letech byly testovány nové a/nebo vylepšené elektrolyty, přísady a polymerní pojiva, aby se překonaly hlavní problémy křemíkových anod. 11, 13, 15? 17 Kromě toho je kladen důraz na přípravu vysoce kvalitních dat redoxní aktivity na bázi křemíku. Z pohledu těchto studií je zde zvažováno pouze několik z nich. Zejména údaje o křemíku a SiOx a jejich kompozitní údaje, zejména uhlíkové nanočástice, mají široké vyhlídky v budoucích aplikacích pro skladování energie. Například 18-21, Breitung a kol. vyrobil kompozitní materiál z křemíkových částic a uhlíkových nanovláken. Po stovkách cyklů byla její kapacita přibližně dvojnásobná oproti původní křemíkové částicové elektrodě. Výsledky ukazují, že retence kapacity uhlíkem potažených křemíkových částic se zlepší po přípravě glukózy hydrotermální metodou. Účelem této studie, inspirované těmito studiemi, je použít polymerem předem potažené křemíkové částice k přípravě nano-si/C kompozitů se strukturou jádro-plášť. Elektronová mikroskopie, rentgenová difrakce a Ramanova spektroskopie byly použity k charakterizaci vzorků karbonizovaného prášku při 700~900 °C. Tlaková metoda in situ, diferenciální elektrochemická hmotnostní spektrometrie a metoda akustické emise byly použity k analýze objemové expanze, penetračního chování a mechanické deformace/degradace částic si/C kompozitu na aktuální elektrodě.