Anvendelser med høy energitetthet

analyserte energilagringskapasiteten, holdbarheten og kostnadsdataene til batteriet. For tiden bruker det mest avanserte litiumbatteriet med høy energitetthet lagdelt litiumovergangsmetalloksid LiMo2 (M=Ni, Co og Mn eller Al) som katodeaktivitetsdata (≈150? 200mahG-1 effektiv utladningskapasitet) 1? Grafitt (teoretisk Den spesifikke kapasiteten er 372 mahG-1) som anodeaktivitetsdata. Tilsetning av en del av silisium (ca. li15si4, 3579mahgsi? 1) viste seg å være en effektiv strategi for å øke den spesifikke energien ytterligere. For eksempel, Yim et al. brukte komposittdata av grafitt og silisiumpulver (5 % vekt%) for å klargjøre og teste polyvinylimin-limanoder. Etter 350 sykluser har den mest effektive elektroden en spesifikk kapasitet på 514 mahG-1, som er 1.6 ganger mer enn kommersielle grafittanoder, sa forfatteren. Det er imidlertid svært utfordrende å avslutte sikkerhetssyklusen med silisiumanoder med høyt innhold og høy belastning. De mest alvorlige defektene til silisium som anodeaktivitetsdata er: (I) høy irreversibilitet, spesielt i de to første syklusene, slik som sidereaksjoner med elektrolytten; (II) og litium etter legering er volumendringen stor, noe som resulterer i at partiklene sprekker og anoden selvpulveriserer.

Det skal bemerkes at alle disse omvendte effektene ikke bare vil forårsake en stor akkumulering av impedans under batteridrift, men også forårsake uttømming av katodelitium. I tillegg vil tap av kontakt med silisiumpartikler i det ledende carbon black/bindemiddelnettverket og/eller kollektoren akselerere kapasitetsnedbrytningen. De siste årene har nye og/eller forbedrede elektrolytter, tilsetningsstoffer og polymerbindemidler blitt testet for å overvinne de store problemene med silisiumanoder. 11, 13, 15? 17 I tillegg er det fokus på å utarbeide silisiumbaserte redoksaktivitetsdata av høy kvalitet. Fra perspektivet til disse studiene er det bare noen få av dem som er vurdert her. Spesielt silisium- og SiOx-data og deres sammensatte data, spesielt karbonnanopartikler, har brede muligheter for fremtidige energilagringsapplikasjoner. For eksempel, 18-21, Breitung et al. produsert et komposittmateriale av silisiumpartikler og karbonnanofibre. Etter hundrevis av sykluser var kapasiteten omtrent det dobbelte av den originale silisiumpartikkelelektroden. Resultatene viser at kapasitetsretensjonen til karbonbelagte silisiumpartikler er forbedret etter at glukose er fremstilt ved hydrotermisk metode. Inspirert av disse studiene, er formålet med denne studien å bruke polymer forhåndsbelagte silisiumpartikler for å fremstille nano-si/C-kompositter med en kjerne-skallstruktur. Elektronmikroskopi, røntgendiffraksjon og Raman-spektroskopi ble brukt for å karakterisere de karboniserte pulverprøvene ved 700 ~ 900 ℃. In situ trykkmetode, differensiell elektrokjemisk massespektrometri og akustisk emisjonsmetode ble brukt for å analysere volumutvidelsen, penetrasjonsoppførselen og mekanisk deformasjon/degraderingsoppførsel til si/C-komposittpartikler på selve elektroden.