అధిక శక్తి సాంద్రత అప్లికేషన్లు

బ్యాటరీ యొక్క శక్తి నిల్వ సామర్థ్యం, ​​మన్నిక మరియు ధర డేటాను విశ్లేషించింది. ప్రస్తుతం, అత్యంత అధునాతన హై-ఎనర్జీ డెన్సిటీ లిథియం బ్యాటరీ లేయర్డ్ లిథియం ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఆక్సైడ్ LiMo2 (M=Ni, Co మరియు Mn లేదా Al)ని కాథోడ్ యాక్టివిటీ డేటాగా ఉపయోగిస్తుంది (≈150? 200mahG-1 ఎఫెక్టివ్ డిశ్చార్జ్ కెపాసిటీ) 1? యానోడ్ కార్యాచరణ డేటాగా గ్రాఫైట్ (సైద్ధాంతిక నిర్దిష్ట సామర్థ్యం 372mahG-1). సిలికాన్‌లో కొంత భాగాన్ని జోడించడం (దాదాపు li15si4, 3579mahgsi? 1) నిర్దిష్ట శక్తిని మరింత పెంచడానికి సమర్థవంతమైన వ్యూహంగా నిరూపించబడింది. ఉదాహరణకు, యిమ్ మరియు ఇతరులు. పాలీ వినైల్ ఇమైన్ అంటుకునే యానోడ్‌లను సిద్ధం చేయడానికి మరియు పరీక్షించడానికి గ్రాఫైట్ మరియు సిలికాన్ పౌడర్ (5% wt%) మిశ్రమ డేటాను ఉపయోగించారు. 350 చక్రాల తర్వాత, అత్యంత ప్రభావవంతమైన ఎలక్ట్రోడ్ 514 mahG-1 యొక్క నిర్దిష్ట సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది వాణిజ్య గ్రాఫైట్ యానోడ్‌ల కంటే 1.6 రెట్లు ఎక్కువ అని రచయిత చెప్పారు. అయినప్పటికీ, అధిక-కంటెంట్ మరియు అధిక-లోడ్ సిలికాన్ యానోడ్‌ల భద్రతా చక్రాన్ని ముగించడం చాలా సవాలుగా ఉంది. యానోడ్ కార్యాచరణ డేటాగా సిలికాన్ యొక్క అత్యంత తీవ్రమైన లోపాలు: (I) అధిక కోలుకోలేనిది, ముఖ్యంగా మొదటి రెండు చక్రాలలో, ఎలక్ట్రోలైట్‌తో సైడ్ రియాక్షన్‌లు వంటివి; (II) మరియు లిథియం మిశ్రమం తర్వాత, వాల్యూమ్ మార్పు పెద్దదిగా ఉంటుంది, ఫలితంగా కణాలు పగుళ్లు ఏర్పడతాయి మరియు యానోడ్ స్వీయ-పల్వరైజ్ అవుతుంది.

ఈ రివర్స్ ఎఫెక్ట్స్ అన్నీ బ్యాటరీ ఆపరేషన్ సమయంలో ఇంపెడెన్స్ పెద్దగా చేరడం మాత్రమే కాకుండా, కాథోడ్ లిథియం క్షీణతకు కారణమవుతాయని గమనించాలి. అదనంగా, వాహక కార్బన్ బ్లాక్/బైండర్ నెట్‌వర్క్ మరియు/లేదా కలెక్టర్‌లో సిలికాన్ రేణువుల పరిచయం కోల్పోవడం సామర్థ్య క్షీణతను వేగవంతం చేస్తుంది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, సిలికాన్ యానోడ్‌ల యొక్క ప్రధాన సమస్యలను అధిగమించడానికి కొత్త మరియు/లేదా మెరుగైన ఎలక్ట్రోలైట్‌లు, సంకలనాలు మరియు పాలిమర్ బైండర్‌లు పరీక్షించబడ్డాయి. 11, 13, 15? 17 అదనంగా, అధిక-నాణ్యత సిలికాన్-ఆధారిత రెడాక్స్ కార్యాచరణ డేటాను సిద్ధం చేయడంపై దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది. ఈ అధ్యయనాల కోణం నుండి, వాటిలో కొన్ని మాత్రమే ఇక్కడ పరిగణించబడతాయి. ప్రత్యేకించి, సిలికాన్ మరియు SiOx డేటా మరియు వాటి మిశ్రమ డేటా, ముఖ్యంగా కార్బన్ నానోపార్టికల్స్, భవిష్యత్ శక్తి నిల్వ అనువర్తనాల్లో విస్తృత అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, 18-21, బ్రీటుంగ్ మరియు ఇతరులు. సిలికాన్ కణాలు మరియు కార్బన్ నానోఫైబర్‌ల మిశ్రమ పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేసింది. వందలాది చక్రాల తర్వాత, దాని సామర్థ్యం అసలు సిలికాన్ పార్టికల్ ఎలక్ట్రోడ్ కంటే దాదాపు రెండు రెట్లు ఎక్కువ. హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి ద్వారా గ్లూకోజ్‌ను తయారు చేసిన తర్వాత కార్బన్-కోటెడ్ సిలికాన్ కణాల సామర్థ్యం నిలుపుదల మెరుగుపడుతుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. ఈ అధ్యయనాల నుండి ప్రేరణ పొంది, కోర్-షెల్ స్ట్రక్చర్‌తో నానో-సి/సి మిశ్రమాలను సిద్ధం చేయడానికి పాలిమర్ ప్రీ-కోటెడ్ సిలికాన్ కణాలను ఉపయోగించడం ఈ అధ్యయనం యొక్క ఉద్దేశ్యం. ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ, ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ మరియు రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ కార్బోనైజ్డ్ పౌడర్ నమూనాలను 700~900℃ వద్ద వర్గీకరించడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి. సిటు ప్రెజర్ పద్ధతిలో, వాస్తవ ఎలక్ట్రోడ్‌పై si/C మిశ్రమ కణాల వాల్యూమ్ విస్తరణ, వ్యాప్తి ప్రవర్తన మరియు యాంత్రిక వైకల్యం/అధోకరణ ప్రవర్తనను విశ్లేషించడానికి అవకలన ఎలక్ట్రోకెమికల్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ మరియు ఎకౌస్టిక్ ఎమిషన్ పద్ధతి ఉపయోగించబడ్డాయి.