उच्च ऊर्जा घनत्व अनुप्रयोग

बैटरी की ऊर्जा भंडारण क्षमता, स्थायित्व और लागत डेटा का विश्लेषण किया। वर्तमान में, सबसे उन्नत उच्च-ऊर्जा घनत्व लिथियम बैटरी कैथोड गतिविधि डेटा (≈2? 150mahG-200 प्रभावी निर्वहन क्षमता) 1 के रूप में स्तरित लिथियम संक्रमण धातु ऑक्साइड LiMo1 (M=Ni, Co और Mn या Al) का उपयोग करती है? ग्रेफाइट (सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता 372mahG-1 है) एनोड गतिविधि डेटा के रूप में। सिलिकॉन का हिस्सा जोड़ना (लगभग li15si4, 3579mahgsi? 1) विशिष्ट ऊर्जा को और बढ़ाने के लिए एक प्रभावी रणनीति साबित हुई। उदाहरण के लिए, यिम एट अल। पॉलीविनाइल इमाइन एडहेसिव एनोड तैयार करने और परीक्षण करने के लिए ग्रेफाइट और सिलिकॉन पाउडर (5% wt%) के मिश्रित डेटा का उपयोग किया। लेखक ने कहा कि 350 चक्रों के बाद, सबसे प्रभावी इलेक्ट्रोड की विशिष्ट क्षमता 514 mahG-1 है, जो वाणिज्यिक ग्रेफाइट एनोड से 1.6 गुना है। हालांकि, उच्च सामग्री और उच्च लोड सिलिकॉन एनोड के सुरक्षा चक्र को समाप्त करना बहुत चुनौतीपूर्ण है। एनोड गतिविधि डेटा के रूप में सिलिकॉन के सबसे गंभीर दोष हैं: (I) उच्च अपरिवर्तनीयता, विशेष रूप से पहले दो चक्रों में, जैसे इलेक्ट्रोलाइट के साथ साइड रिएक्शन; (II) और लिथियम मिश्र धातु के बाद, मात्रा में परिवर्तन बड़ा होता है, जिसके परिणामस्वरूप कण दरार और एनोड स्वयं-चूर्णित हो जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन सभी विपरीत प्रभावों से न केवल बैटरी संचालन के दौरान प्रतिबाधा का एक बड़ा संचय होगा, बल्कि कैथोड लिथियम की कमी भी होगी। इसके अलावा, प्रवाहकीय कार्बन ब्लैक/बाइंडर नेटवर्क और/या कलेक्टर में सिलिकॉन कणों के संपर्क के नुकसान से क्षमता गिरावट में तेजी आएगी। हाल के वर्षों में, सिलिकॉन एनोड की प्रमुख समस्याओं को दूर करने के लिए नए और/या बेहतर इलेक्ट्रोलाइट्स, एडिटिव्स और पॉलीमर बाइंडर्स का परीक्षण किया गया है। 11, 13, 15? 17 इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन-आधारित रेडॉक्स गतिविधि डेटा तैयार करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है। इन अध्ययनों के दृष्टिकोण से, उनमें से केवल कुछ पर ही यहाँ विचार किया गया है। विशेष रूप से, सिलिकॉन और SiOx डेटा और उनके समग्र डेटा, विशेष रूप से कार्बन नैनोकणों, भविष्य के ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों में व्यापक संभावनाएं हैं। उदाहरण के लिए, 18-21, ब्रेइटुंग एट अल। सिलिकॉन कणों और कार्बन नैनोफाइबर की एक मिश्रित सामग्री का उत्पादन किया। सैकड़ों चक्रों के बाद, इसकी क्षमता मूल सिलिकॉन कण इलेक्ट्रोड की क्षमता से लगभग दोगुनी थी। परिणाम बताते हैं कि हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा ग्लूकोज तैयार करने के बाद कार्बन-लेपित सिलिकॉन कणों की क्षमता प्रतिधारण में सुधार होता है। इन अध्ययनों से प्रेरित होकर, इस अध्ययन का उद्देश्य कोर-शेल संरचना के साथ नैनो-सी/सी कंपोजिट तैयार करने के लिए बहुलक पूर्व-लेपित सिलिकॉन कणों का उपयोग करना है। 700 ~ 900 ℃ पर कार्बोनेटेड पाउडर के नमूनों को चिह्नित करने के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, एक्स-रे विवर्तन और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया गया था। सीटू प्रेशर मेथड में, डिफरेंशियल इलेक्ट्रोकेमिकल मास स्पेक्ट्रोमेट्री और एकॉस्टिक एमिशन मेथड का इस्तेमाल वास्तविक इलेक्ट्रोड पर si/C कंपोजिट पार्टिकल्स के वॉल्यूम विस्तार, पैठ व्यवहार और मैकेनिकल डिफॉर्मेशन/डिग्रेडेशन बिहेवियर का विश्लेषण करने के लिए किया गया था।