Эрчим хүчний өндөр нягтралтай хэрэглээ

батерейны эрчим хүч хадгалах хүчин чадал, бат бөх чанар, зардлын мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийсэн. Одоогийн байдлаар хамгийн дэвшилтэт өндөр эрчим хүчний нягтралтай литийн батерей нь давхаргат литийн шилжилтийн металлын исэл LiMo2 (M=Ni, Co ба Mn эсвэл Al)-ыг катодын үйл ажиллагааны өгөгдөл болгон ашигладаг (≈150? 200mahG-1 үр дүнтэй цэнэгийн хүчин чадал) 1? Анодын үйл ажиллагааны өгөгдөл болгон графит (онолын хувьд тусгай хүчин чадал нь 372махГ-1). Цахиурын нэг хэсгийг (li15si4, 3579mahgsi? 1) нэмэх нь тодорхой энергийг цаашид нэмэгдүүлэх үр дүнтэй стратеги болох нь батлагдсан. Жишээлбэл, Yim et al. графит ба цахиурын нунтаг (5% жин) -ийн нийлмэл өгөгдлийг поливинил иминий цавуу анод бэлтгэх, турших зорилгоор ашигласан. 350 циклийн дараа хамгийн үр дүнтэй электрод нь 514 мАГ-1 хүчин чадалтай бөгөөд энэ нь арилжааны графит анодоос 1.6 дахин их юм гэж зохиогч хэлэв. Гэсэн хэдий ч өндөр агууламжтай, өндөр ачаалалтай цахиурын анодын аюулгүй байдлын мөчлөгийг дуусгах нь маш хэцүү байдаг. Анодын үйл ажиллагааны өгөгдөл болох цахиурын хамгийн ноцтой согогууд нь: (I) өндөр эргэлт буцалтгүй байдал, ялангуяа эхний хоёр мөчлөгт электролиттэй гаж нөлөө үзүүлэх зэрэг; (II) болон литийг хайлсны дараа эзэлхүүний өөрчлөлт их байдаг тул бөөмс хагарч, анод өөрөө нунтаглана.

Эдгээр бүх урвуу нөлөө нь батерейг ажиллуулах явцад их хэмжээний эсэргүүцлийн хуримтлал үүсгэх төдийгүй катодын лити шавхагдахад хүргэдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Үүнээс гадна дамжуулагч нүүрстөрөгчийн хар/холбогч сүлжээ ба/эсвэл коллектор дахь цахиурын хэсгүүдийн холбоо тасрах нь хүчин чадлын доройтлыг хурдасгах болно. Сүүлийн жилүүдэд цахиурын анодын гол асуудлуудыг даван туулахын тулд шинэ ба/эсвэл сайжруулсан электролит, нэмэлт болон полимер холбогч бодисуудыг туршиж үзсэн. 11, 13, 15? 17 Үүнээс гадна цахиурт суурилсан өндөр чанарын исэлдэлтийн идэвхжилийн өгөгдлийг бэлтгэхэд гол анхаарлаа хандуулдаг. Эдгээр судалгааны үүднээс авч үзвэл зөвхөн цөөхөн хэдэн зүйлийг энд авч үзсэн болно. Ялангуяа цахиур ба SiOx өгөгдөл, тэдгээрийн нийлмэл өгөгдөл, ялангуяа нүүрстөрөгчийн нано бөөмс нь ирээдүйн эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд өргөн боломжуудтай. Жишээлбэл, 18-21, Breitung et al. цахиурын тоосонцор болон нүүрстөрөгчийн нано шилэн нийлмэл материал үйлдвэрлэсэн. Хэдэн зуун мөчлөгийн дараа түүний хүчин чадал нь анхны цахиурын бөөмийн электродоос хоёр дахин их байв. Глюкозыг гидротермаль аргаар бэлтгэсний дараа нүүрстөрөгчөөр бүрсэн цахиурын хэсгүүдийн багтаамж сайжирч байгааг үр дүн харуулж байна. Эдгээр судалгаанаас санаа авсан энэхүү судалгааны зорилго нь үндсэн бүрхүүлийн бүтэцтэй нано-si/C нийлмэл материал бэлтгэхийн тулд полимерээр урьдчилан бүрсэн цахиурын хэсгүүдийг ашиглах явдал юм. Нүүрсжүүлсэн нунтаг дээжийг 700~900℃ температурт тодорхойлохын тулд электрон микроскоп, рентген туяаны дифракц, Раман спектроскопийг ашигласан. Бодит электрод дээрх si/C нийлмэл хэсгүүдийн эзэлхүүний тэлэлт, нэвтрэлтийн байдал, механик деформаци/задралын шинж чанарыг шинжлэхийн тулд in situ даралтын арга, дифференциал электрохимийн масс спектрометр ба акустик ялгаралтын аргыг ашигласан.