Aplicações de alta densidade de energia

analisou a capacidade de armazenamento de energia, durabilidade e dados de custo da bateria. Atualmente, a bateria de lítio de alta densidade de energia mais avançada usa óxido de metal de transição de lítio em camadas LiMo2 (M = Ni, Co e Mn ou Al) como dados de atividade catódica (≈150? 200mahG-1 capacidade de descarga efetiva) 1? Grafite (teórica A capacidade específica é 372mahG-1) como dados de atividade anódica. Adicionar parte do silício (cerca de li15si4, 3579mahgsi? 1) provou ser uma estratégia eficaz para aumentar ainda mais a energia específica. Por exemplo, Yim et al. usaram dados compostos de grafite e pó de silício (5% em peso%) para preparar e testar ânodos adesivos de polivinil imina. Após 350 ciclos, o eletrodo mais eficaz tem uma capacidade específica de 514 mahG-1, que é 1.6 vezes a dos ânodos de grafite comerciais, disse o autor. No entanto, terminar o ciclo de segurança de ânodos de silício de alto conteúdo e alta carga é muito desafiador. Os defeitos mais graves do silício como dados de atividade anódica são: (I) alta irreversibilidade, principalmente nos dois primeiros ciclos, como reações colaterais com o eletrólito; (II) e lítio após a liga, a mudança de volume é grande, resultando em rachaduras nas partículas e autopulverização do ânodo.

Deve-se notar que todos esses efeitos reversos não só causarão um grande acúmulo de impedância durante a operação da bateria, mas também causarão o esgotamento do cátodo de lítio. Além disso, a perda de contato das partículas de silício na rede condutiva de negro de fumo / aglutinante e / ou coletor irá acelerar a degradação da capacidade. Nos últimos anos, eletrólitos, aditivos e ligantes de polímero novos e / ou aprimorados foram testados para superar os principais problemas dos ânodos de silício. 11, 13, 15? 17 Além disso, o foco está na preparação de dados de atividade redox à base de silício de alta qualidade. Do ponto de vista desses estudos, apenas alguns deles são considerados aqui. Em particular, os dados de silício e SiOx e seus dados compostos, especialmente nanopartículas de carbono, têm amplas perspectivas em futuras aplicações de armazenamento de energia. Por exemplo, 18-21, Breitung et al. produziu um material composto de partículas de silício e nanofibras de carbono. Após centenas de ciclos, sua capacidade era aproximadamente o dobro do eletrodo de partícula de silício original. Os resultados mostram que a capacidade de retenção das partículas de silício revestidas com carbono é melhorada após a preparação da glicose pelo método hidrotérmico. Inspirado por esses estudos, o objetivo deste estudo é usar partículas de silício pré-revestidas de polímero para preparar compósitos nano-si / C com uma estrutura núcleo-casca. Microscopia eletrônica, difração de raios-X e espectroscopia Raman foram usadas para caracterizar as amostras de pó carbonizado a 700 ~ 900 ℃. Método de pressão in situ, espectrometria de massa eletroquímica diferencial e método de emissão acústica foram usados ​​para analisar a expansão de volume, comportamento de penetração e comportamento de deformação / degradação mecânica de partículas de compósito si / C no eletrodo real.