Aplicaciones de alta densidad de energía

analizó la capacidad de almacenamiento de energía, la durabilidad y los datos de costo de la batería. En la actualidad, la batería de litio de alta densidad de energía más avanzada utiliza óxido de metal de transición de litio LiMo2 (M = Ni, Co y Mn o Al) como datos de actividad del cátodo (≈150? 200mahG-1 de capacidad de descarga efectiva) 1? Grafito (teórico La capacidad específica es 372mahG-1) como datos de actividad del ánodo. Agregar parte de silicio (aproximadamente li15si4, 3579mahgsi? 1) demostró ser una estrategia eficaz para aumentar aún más la energía específica. Por ejemplo, Yim et al. utilizaron datos compuestos de grafito y polvo de silicio (5% en peso) para preparar y probar ánodos adhesivos de polivinilimina. Después de 350 ciclos, el electrodo más eficaz tiene una capacidad específica de 514 mahG-1, que es 1.6 veces la de los ánodos de grafito comerciales, dijo el autor. Sin embargo, poner fin al ciclo de seguridad de los ánodos de silicio de alto contenido y alta carga es un gran desafío. Los defectos más graves del silicio como datos de actividad del ánodo son: (I) alta irreversibilidad, especialmente en los dos primeros ciclos, como reacciones secundarias con el electrolito; (II) y el litio después de la aleación, el cambio de volumen es grande, lo que provoca que las partículas se agrieten y el ánodo se auto-pulverice.

Cabe señalar que todos estos efectos inversos no solo provocarán una gran acumulación de impedancia durante el funcionamiento de la batería, sino que también provocarán el agotamiento del cátodo de litio. Además, la pérdida de contacto de las partículas de silicio en la red conductora de negro de carbón / aglutinante y / o el colector acelerará la degradación de la capacidad. En los últimos años, se han probado electrolitos, aditivos y aglutinantes poliméricos nuevos y / o mejorados para superar los principales problemas de los ánodos de silicio. 11, 13, 15? 17 Además, la atención se centra en la preparación de datos de actividad redox basados ​​en silicio de alta calidad. Desde la perspectiva de estos estudios, aquí solo se consideran algunos de ellos. En particular, los datos de silicio y SiOx y sus datos compuestos, especialmente las nanopartículas de carbono, tienen amplias perspectivas en futuras aplicaciones de almacenamiento de energía. Por ejemplo, 18-21, Breitung et al. produjo un material compuesto de partículas de silicio y nanofibras de carbono. Después de cientos de ciclos, su capacidad fue aproximadamente el doble que la del electrodo de partículas de silicio original. Los resultados muestran que la capacidad de retención de las partículas de silicio recubiertas de carbono mejora después de que se prepara la glucosa mediante un método hidrotermal. Inspirado en estos estudios, el propósito de este estudio es utilizar partículas de silicio prerrevestidas de polímero para preparar compuestos nano-si / C con una estructura de núcleo-capa. Se utilizaron microscopía electrónica, difracción de rayos X y espectroscopía Raman para caracterizar las muestras de polvo carbonizado a 700 ~ 900 ℃. El método de presión in situ, la espectrometría de masas electroquímica diferencial y el método de emisión acústica se utilizaron para analizar la expansión de volumen, el comportamiento de penetración y el comportamiento de deformación / degradación mecánica de las partículas compuestas de si / C en el electrodo real.