उच्च ऊर्जा घनत्व अनुप्रयोगहरू

ब्याट्रीको ऊर्जा भण्डारण क्षमता, स्थायित्व र लागत डेटा विश्लेषण गरियो। हाल, सबैभन्दा उन्नत उच्च-ऊर्जा घनत्व लिथियम ब्याट्रीले स्तरित लिथियम ट्रान्जिसन मेटल अक्साइड LiMo2 (M=Ni, Co र Mn वा Al) लाई क्याथोड गतिविधि डेटाको रूपमा प्रयोग गर्दछ (≈150? 200mahG-1 प्रभावकारी डिस्चार्ज क्षमता) 1? ग्रेफाइट (सैद्धान्तिक विशिष्ट क्षमता 372mahG-1 हो) एनोड गतिविधि डेटाको रूपमा। सिलिकनको अंश थप्नु (li15si4, 3579mahgsi? 1 बारे) विशिष्ट ऊर्जालाई थप वृद्धि गर्न प्रभावकारी रणनीति साबित भयो। उदाहरण को लागी, Yim et al। ग्रेफाइट र सिलिकन पाउडर (5% wt%) को कम्पोजिट डाटा प्रयोग गरी polyvinyl imine चिपकने वाला एनोडहरू तयार गर्न र परीक्षण गर्न। 350 चक्र पछि, सबैभन्दा प्रभावकारी इलेक्ट्रोडसँग 514 mahG-1 को विशिष्ट क्षमता छ, जुन व्यावसायिक ग्रेफाइट एनोडको 1.6 गुणा हो, लेखकले भने। यद्यपि, उच्च-सामग्री र उच्च-लोड सिलिकन एनोडहरूको सुरक्षा चक्र समाप्त गर्नु धेरै चुनौतीपूर्ण छ। एनोड गतिविधि डेटाको रूपमा सिलिकनका सबैभन्दा गम्भीर दोषहरू हुन्: (I) उच्च अपरिवर्तनीयता, विशेष गरी पहिलो दुई चक्रहरूमा, जस्तै इलेक्ट्रोलाइटसँग साइड प्रतिक्रियाहरू; (II) र लिथियम मिश्रित गरेपछि, भोल्युम परिवर्तन ठूलो हुन्छ, परिणामस्वरूप कणहरू क्र्याक हुन्छन् र एनोड स्व-पल्भराइज हुन्छन्।

यो ध्यान दिनुपर्छ कि यी सबै उल्टो प्रभावहरूले ब्याट्री सञ्चालनको क्रममा प्रतिबाधाको ठूलो संचयको कारण मात्र होइन, तर क्याथोड लिथियमको कमी पनि निम्त्याउँछ। थप रूपमा, प्रवाहकीय कार्बन ब्ल्याक/बाइन्डर नेटवर्क र/वा कलेक्टरमा सिलिकन कणहरूको सम्पर्क गुमाउँदा क्षमता क्षरणलाई गति दिनेछ। हालका वर्षहरूमा, नयाँ र / वा सुधारिएको इलेक्ट्रोलाइट्स, additives र बहुलक बाइन्डरहरू सिलिकन एनोडहरूको प्रमुख समस्याहरू हटाउन परीक्षण गरिएको छ। 11, 13, 15? 17 यसको अतिरिक्त, फोकस उच्च-गुणस्तरको सिलिकन-आधारित रेडक्स गतिविधि डेटा तयार गर्नमा छ। यी अध्ययनहरूको परिप्रेक्ष्यमा, तिनीहरूमध्ये केही मात्र यहाँ विचार गरिन्छ। विशेष गरी, सिलिकन र SiOx डाटा र तिनीहरूको समग्र डाटा, विशेष गरी कार्बन नैनोकणहरू, भविष्यको ऊर्जा भण्डारण अनुप्रयोगहरूमा व्यापक सम्भावनाहरू छन्। उदाहरण को लागी, 18-21, Breitung et al। सिलिकन कण र कार्बन nanofibers को एक मिश्रित सामग्री उत्पादन। सयौं चक्र पछि, यसको क्षमता मूल सिलिकन कण इलेक्ट्रोड भन्दा लगभग दोब्बर थियो। नतिजाहरूले हाइड्रोथर्मल विधिद्वारा ग्लुकोज तयार गरेपछि कार्बन-लेपित सिलिकन कणहरूको क्षमता अवधारणमा सुधार भएको देखाउँछ। यी अध्ययनहरूबाट प्रेरित भएर, यस अध्ययनको उद्देश्य कोर-शेल संरचनाको साथ नानो-si/C कम्पोजिटहरू तयार गर्न बहुलक पूर्व-लेपित सिलिकन कणहरू प्रयोग गर्नु हो। इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, एक्स-रे विवर्तन र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी 700 ~ 900 ℃ मा कार्बनाइज्ड पाउडर नमूनाहरू विशेषता गर्न प्रयोग गरियो। स्थिति दबाव विधिमा, भिन्न इलेक्ट्रोकेमिकल मास स्पेक्ट्रोमेट्री र ध्वनिक उत्सर्जन विधि वास्तविक इलेक्ट्रोडमा si/C कम्पोजिट कणहरूको भोल्युम विस्तार, प्रवेश व्यवहार र मेकानिकल विरूपण/क्षति व्यवहारको विश्लेषण गर्न प्रयोग गरियो।