Anwendungen mit hoher Energiedichte

analysierte die Energiespeicherkapazität, Lebensdauer und Kostendaten der Batterie. Gegenwärtig verwendet die fortschrittlichste Lithiumbatterie mit hoher Energiedichte geschichtetes Lithium-Übergangsmetalloxid LiMo2 (M=Ni, Co und Mn oder Al) als Kathodenaktivitätsdaten (≈150? 200mAhG-1 effektive Entladekapazität) 1? Graphit (theoretisch Die spezifische Kapazität beträgt 372 mAhG-1) als Anodenaktivitätsdaten. Die Zugabe eines Teils von Silizium (ca. li15si4, 3579mahgsi? 1) erwies sich als wirksame Strategie, um die spezifische Energie weiter zu erhöhen. Yim et al. verwendeten Verbunddaten von Graphit- und Siliziumpulver (5 Gew.-%), um Polyvinylimin-Haftanoden herzustellen und zu testen. Nach 350 Zyklen hat die effektivste Elektrode eine spezifische Kapazität von 514 mAhG-1, was dem 1.6-fachen der kommerziellen Graphitanoden entspricht, sagte der Autor. Das Beenden des Sicherheitszyklus von hoch- und hochbelasteten Siliziumanoden ist jedoch eine große Herausforderung. Die schwerwiegendsten Mängel von Silizium als Anodenaktivitätsdaten sind: (I) hohe Irreversibilität, insbesondere in den ersten beiden Zyklen, wie Nebenreaktionen mit dem Elektrolyten; (II) und Lithium nach dem Legieren ist die Volumenänderung groß, was dazu führt, dass die Partikel reißen und die Anode sich selbst pulverisiert.

Es sollte beachtet werden, dass all diese umgekehrten Effekte nicht nur eine starke Akkumulation der Impedanz während des Batteriebetriebs verursachen, sondern auch die Erschöpfung des Kathodenlithiums verursachen. Außerdem beschleunigt ein Kontaktverlust von Siliziumpartikeln im leitfähigen Ruß/Bindemittel-Netzwerk und/oder Kollektor die Kapazitätsverschlechterung. In den letzten Jahren wurden neue und/oder verbesserte Elektrolyte, Additive und Polymerbindemittel getestet, um die Hauptprobleme von Siliziumanoden zu überwinden. 11, 13, 15? 17 Darüber hinaus liegt der Fokus auf der Aufbereitung hochwertiger siliziumbasierter Redoxaktivitätsdaten. Aus Sicht dieser Studien werden hier nur einige wenige betrachtet. Insbesondere Silizium- und SiOx-Daten und deren zusammengesetzte Daten, insbesondere Kohlenstoff-Nanopartikel, haben breite Perspektiven für zukünftige Energiespeicheranwendungen. Zum Beispiel 18–21, Breitung et al. ein Verbundmaterial aus Siliziumpartikeln und Kohlenstoff-Nanofasern hergestellt. Nach Hunderten von Zyklen war ihre Kapazität ungefähr doppelt so hoch wie die der ursprünglichen Siliziumpartikelelektrode. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kapazitätserhaltung von kohlenstoffbeschichteten Siliziumpartikeln verbessert wird, nachdem Glucose durch das hydrothermale Verfahren hergestellt wurde. Inspiriert von diesen Studien besteht der Zweck dieser Studie darin, mit Polymer vorbeschichtete Siliziumpartikel zu verwenden, um Nano-Si/C-Komposite mit einer Kern-Schale-Struktur herzustellen. Elektronenmikroskopie, Röntgenbeugung und Raman-Spektroskopie wurden verwendet, um die karbonisierten Pulverproben bei 700~900 zu charakterisieren. In-situ-Druckverfahren, differentielle elektrochemische Massenspektrometrie und Schallemissionsverfahren wurden verwendet, um die Volumenausdehnung, das Penetrationsverhalten und das mechanische Verformungs-/Abbauverhalten von si/C-Verbundpartikeln auf der tatsächlichen Elektrode zu analysieren.