Zastosowania o wysokiej gęstości energii

przeanalizowała pojemność magazynowania energii, trwałość i dane dotyczące kosztów baterii. Obecnie najbardziej zaawansowana bateria litowa o wysokiej gęstości energii wykorzystuje warstwowy tlenek litu metalu przejściowego LiMo2 (M=Ni, Co i Mn lub Al) jako dane dotyczące aktywności katody (efektywna pojemność rozładowania ~150?200mahG-1) 1? Grafit (teoretyczny Pojemność właściwa wynosi 372mahG-1) jako dane o aktywności anody. Dodanie części krzemu (około li15si4, 3579mahgsi? 1) okazało się skuteczną strategią dalszego zwiększania energii właściwej. Na przykład Yim i in. wykorzystali dane złożone dotyczące grafitu i proszku silikonowego (5% wag.) do przygotowania i przetestowania anod adhezyjnych z poliwinyloimin. Po 350 cyklach najskuteczniejsza elektroda ma pojemność właściwą 514 mahG-1, czyli 1.6 razy większą niż komercyjne anody grafitowe, powiedział autor. Jednak zakończenie cyklu bezpieczeństwa anod krzemowych o dużej zawartości i dużym obciążeniu jest bardzo trudne. Najpoważniejsze wady krzemu jako danych o aktywności anody to: (I) wysoka nieodwracalność, zwłaszcza w pierwszych dwóch cyklach, takie jak reakcje uboczne z elektrolitem; (II) i litu po dodaniu stopu, zmiana objętości jest duża, co powoduje pękanie cząstek i samoproszkowanie anody.

Należy zauważyć, że wszystkie te efekty odwrotne nie tylko spowodują duże nagromadzenie impedancji podczas pracy akumulatora, ale także spowodują wyczerpywanie się litu katodowego. Ponadto utrata kontaktu cząstek krzemu w przewodzącej sieci sadzy/spoiwa i/lub kolektorze przyspieszy degradację pojemności. W ostatnich latach testowano nowe i/lub ulepszone elektrolity, dodatki i spoiwa polimerowe w celu przezwyciężenia głównych problemów anod krzemowych. 11, 13, 15? 17 Ponadto nacisk kładziony jest na przygotowanie wysokiej jakości danych dotyczących aktywności redoks na bazie krzemu. Z perspektywy tych badań uwzględniono tutaj tylko kilka z nich. W szczególności dane dotyczące krzemu i SiOx oraz ich dane złożone, zwłaszcza dotyczące nanocząstek węgla, mają szerokie perspektywy w przyszłych zastosowaniach magazynowania energii. Na przykład, 18-21, Breitung i in. wyprodukował materiał kompozytowy z cząstek krzemu i nanowłókien węglowych. Po setkach cykli jego pojemność była w przybliżeniu dwukrotnie większa niż w przypadku oryginalnej elektrody krzemowej. Wyniki pokazują, że zachowanie pojemności cząstek krzemu pokrytych węglem poprawia się po przygotowaniu glukozy metodą hydrotermalną. Zainspirowany tymi badaniami, celem tego badania jest wykorzystanie wstępnie pokrytych polimerami cząstek krzemu do przygotowania kompozytów nano-si/C o strukturze rdzeń-powłoka. Mikroskopia elektronowa, dyfrakcja rentgenowska i spektroskopia Ramana zostały wykorzystane do scharakteryzowania próbek proszków karbonizowanych w temperaturze 700~900℃. Metoda ciśnieniowa in situ, różnicowa elektrochemiczna spektrometria mas i metoda emisji akustycznej zostały wykorzystane do analizy rozszerzania się objętości, zachowania penetracji i zachowania mechanicznego odkształcenia/degradacji cząstek kompozytowych si/C na rzeczywistej elektrodzie.