Aplikasi ketumpatan tenaga tinggi

menganalisis kapasiti penyimpanan tenaga, ketahanan dan data kos bateri. Pada masa ini, bateri litium ketumpatan tenaga tinggi yang paling canggih menggunakan oksida logam peralihan litium berlapis LiMo2 (M=Ni, Co dan Mn atau Al) sebagai data aktiviti katod (≈150? 200mahG-1 kapasiti nyahcas berkesan) 1? Grafit (teori Kapasiti khusus ialah 372mahG-1) sebagai data aktiviti anod. Menambah sebahagian daripada silikon (kira-kira li15si4, 3579mahgsi? 1) terbukti sebagai strategi yang berkesan untuk meningkatkan lagi tenaga khusus. Contohnya, Yim et al. menggunakan data komposit grafit dan serbuk silikon (5% berat%) untuk menyediakan dan menguji anod pelekat polivinil imina. Selepas 350 kitaran, elektrod yang paling berkesan mempunyai kapasiti khusus 514 mahG-1, iaitu 1.6 kali ganda anod grafit komersial, kata penulis. Walau bagaimanapun, menamatkan kitaran keselamatan anod silikon kandungan tinggi dan beban tinggi adalah sangat mencabar. Kecacatan silikon yang paling serius sebagai data aktiviti anod ialah: (I) ketakterbalikan yang tinggi, terutamanya dalam dua kitaran pertama, seperti tindak balas sampingan dengan elektrolit; (II) dan litium selepas mengaloi, perubahan isipadu adalah besar, mengakibatkan zarah retak dan anod menjadi lumat sendiri.

Perlu diingatkan bahawa semua kesan terbalik ini bukan sahaja akan menyebabkan pengumpulan impedans yang besar semasa operasi bateri, tetapi juga menyebabkan kehabisan litium katod. Selain itu, kehilangan sentuhan zarah silikon dalam rangkaian karbon hitam/pengikat pengalir dan/atau pengumpul akan mempercepatkan kemerosotan kapasiti. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, elektrolit baharu dan/atau bertambah baik, bahan tambahan dan pengikat polimer telah diuji untuk mengatasi masalah utama anod silikon. 11, 13, 15? 17 Selain itu, tumpuan adalah untuk menyediakan data aktiviti redoks berasaskan silikon berkualiti tinggi. Dari perspektif kajian-kajian ini, hanya sedikit daripada mereka yang dipertimbangkan di sini. Khususnya, data silikon dan SiOx dan data kompositnya, terutamanya zarah nano karbon, mempunyai prospek yang luas dalam aplikasi penyimpanan tenaga masa hadapan. Sebagai contoh, 18-21, Breitung et al. menghasilkan bahan komposit zarah silikon dan nanofiber karbon. Selepas beratus-ratus kitaran, kapasitinya adalah lebih kurang dua kali ganda daripada elektrod zarah silikon asal. Keputusan menunjukkan bahawa pengekalan kapasiti zarah silikon bersalut karbon bertambah baik selepas glukosa disediakan melalui kaedah hidroterma. Diilhamkan oleh kajian ini, tujuan kajian ini adalah untuk menggunakan zarah silikon pra-bersalut polimer untuk menyediakan komposit nano-si/C dengan struktur cangkerang teras. Mikroskopi elektron, pembelauan sinar-X dan spektroskopi Raman digunakan untuk mencirikan sampel serbuk berkarbonat pada 700~900 ℃. Kaedah tekanan in situ, spektrometri jisim elektrokimia pembezaan dan kaedah pelepasan akustik digunakan untuk menganalisis pengembangan isipadu, tingkah laku penembusan dan tingkah laku ubah bentuk/degradasi mekanikal zarah komposit si/C pada elektrod sebenar.