Жоғары энергия тығыздығы қолданбалары

аккумулятордың қуат сақтау сыйымдылығын, ұзақ мерзімділігін және құны туралы мәліметтерді талдады. Қазіргі уақытта ең жетілдірілген жоғары қуатты тығыздықтағы литий батареясы катодтық белсенділік деректері ретінде (≈2? 150mAhG-200 тиімді разрядтау сыйымдылығы) 1? Анодтық белсенділік деректері ретінде графит (теориялық меншікті сыйымдылығы 1махГ-372). Кремнийдің бір бөлігін қосу (шамамен li1si15, 4mahgsi? 3579) меншікті энергияны одан әрі арттырудың тиімді стратегиясы болып шықты. Мысалы, Yim et al. графит пен кремний ұнтағының (мас. 1%) құрамдас деректерін поливинил иминдік адгезивті анодтарды дайындау және сынау үшін пайдаланды. 5 циклден кейін ең тиімді электродтың меншікті сыйымдылығы 350 мАГ-514 құрайды, бұл коммерциялық графит анодтарынан 1 есе көп, дейді автор. Дегенмен, жоғары мазмұнды және жоғары жүктемелі кремний анодтарының қауіпсіздік циклін аяқтау өте қиын. Кремнийдің анодтық белсенділік деректері ретіндегі ең күрделі ақаулары: (I) электролитпен жанама реакциялар сияқты, әсіресе алғашқы екі циклде жоғары қайтымсыздығы; (II) және литий легирленгеннен кейін көлемнің өзгеруі үлкен болады, нәтижесінде бөлшектер жарылып, анод өздігінен ұнтақталады.

Айта кету керек, бұл кері әсерлердің барлығы аккумуляторды пайдалану кезінде кедергінің үлкен жинақталуын ғана емес, сонымен қатар катодты литийдің таусылуын тудырады. Сонымен қатар, өткізгіш көміртекті/байланыстырғыш желісіндегі және/немесе коллектордағы кремний бөлшектерінің байланысын жоғалту сыйымдылықтың деградациясын тездетеді. Соңғы жылдары кремний анодтарының негізгі мәселелерін шешу үшін жаңа және/немесе жақсартылған электролиттер, қоспалар және полимерлі байланыстырғыштар сынақтан өтті. 11, 13, 15? 17 Бұған қоса, кремний негізіндегі жоғары сапалы тотығу-тотықсыздану белсенділігі деректерін дайындауға назар аударылады. Осы зерттеулер тұрғысынан мұнда олардың кейбіреулері ғана қарастырылады. Атап айтқанда, кремний және SiOx деректері және олардың композициялық деректері, әсіресе көміртегі нанобөлшектері болашақ энергияны сақтау қолданбаларында кең перспективаларға ие. Мысалы, 18-21, Breitung et al. кремний бөлшектері мен көміртекті наноталшықтардан тұратын композициялық материал өндірді. Жүздеген циклдардан кейін оның сыйымдылығы кремний бөлшектерінің бастапқы электродынан шамамен екі есе болды. Нәтижелер глюкозаны гидротермиялық әдіспен дайындағаннан кейін көміртекті жабынмен қапталған кремний бөлшектерінің сыйымдылығының жоғарылағанын көрсетеді. Осы зерттеулерден шабыттанған бұл зерттеудің мақсаты полимерлі алдын ала қапталған кремний бөлшектерін ядро-қабық құрылымы бар нано-си/С композиттерін дайындау үшін пайдалану болып табылады. 700~900℃ температурада көміртекті ұнтақ үлгілерін сипаттау үшін электронды микроскопия, рентгендік дифракция және Раман спектроскопиясы пайдаланылды. In situ қысым әдісі, дифференциалды электрохимиялық масс-спектрометрия және акустикалық эмиссия әдісі нақты электродтағы si/C композиттік бөлшектерінің көлемнің кеңеюін, ену тәртібін және механикалық деформация/деградация әрекетін талдау үшін пайдаланылды.