Primjena visoke gustoće energije

analizirao kapacitet pohrane energije, trajnost i podatke o cijeni baterije. Trenutačno, najnaprednija litijeva baterija visoke gustoće energije koristi slojeviti litijev prijelazni metalni oksid LiMo2 (M=Ni, Co i Mn ili Al) kao podatke o aktivnosti katode (≈150? 200mahG-1 efektivni kapacitet pražnjenja) 1? Grafit (teoretski Specifični kapacitet je 372mahG-1) kao podaci o anodnoj aktivnosti. Dodavanje dijela silicija (oko li15si4, 3579mahgsi? 1) pokazalo se učinkovitom strategijom za daljnje povećanje specifične energije. Na primjer, Yim i sur. koristio je kompozitne podatke grafita i silicija u prahu (5% tež.%) za pripremu i ispitivanje poliviniliminskih ljepljivih anoda. Nakon 350 ciklusa, najučinkovitija elektroda ima specifičan kapacitet od 514 mahG-1, što je 1.6 puta više od komercijalnih grafitnih anoda, rekao je autor. Međutim, okončanje sigurnosnog ciklusa silicijevih anoda s visokim sadržajem i velikim opterećenjem vrlo je izazovno. Najozbiljniji nedostaci podataka o aktivnosti silicija kao anode su: (I) visoka ireverzibilnost, osobito u prva dva ciklusa, kao što su nuspojave s elektrolitom; (II) i litija nakon legiranja, promjena volumena je velika, što rezultira česticama pucanja, a anoda se sama raspršuje.

Treba napomenuti da će svi ovi obrnuti učinci ne samo uzrokovati veliku akumulaciju impedancije tijekom rada baterije, već će uzrokovati i iscrpljivanje katodnog litija. Osim toga, gubitak kontakta čestica silicija u vodljivoj mreži čađe/veziva i/ili kolektoru ubrzat će degradaciju kapaciteta. Posljednjih godina testirani su novi i/ili poboljšani elektroliti, aditivi i polimerna veziva kako bi se prevladali glavni problemi silicijevih anoda. 11, 13, 15? 17 Osim toga, fokus je na pripremi visokokvalitetnih podataka o redoks aktivnosti na bazi silicija. Iz perspektive ovih studija ovdje se razmatraju samo neke od njih. Konkretno, podaci o siliciju i SiOxu te njihovi kompozitni podaci, posebno ugljikove nanočestice, imaju široke izglede u budućim aplikacijama za pohranu energije. Na primjer, 18-21, Breitung i sur. proizveo kompozitni materijal od čestica silicija i ugljičnih nanovlakna. Nakon stotina ciklusa, njezin je kapacitet bio otprilike dvostruko veći od originalne elektrode silicijevih čestica. Rezultati pokazuju da je zadržavanje kapaciteta silicijevih čestica obloženih ugljikom poboljšano nakon pripreme glukoze hidrotermalnom metodom. Inspirirana ovim studijama, svrha ove studije je korištenje polimerom prethodno obloženih čestica silicija za pripremu nano-si/C kompozita sa strukturom jezgra-ljuska. Elektronska mikroskopija, rendgenska difrakcija i Ramanova spektroskopija korišteni su za karakterizaciju karboniziranih uzoraka praha na 700~900℃. Metoda tlaka in situ, diferencijalna elektrokemijska spektrometrija mase i metoda akustične emisije korišteni su za analizu volumne ekspanzije, ponašanja penetracije i ponašanja mehaničke deformacije/degradacije si/C kompozitnih čestica na stvarnoj elektrodi.