Yüksek enerji yoğunluğu uygulamaları

pilin enerji depolama kapasitesi, dayanıklılık ve maliyet verilerini analiz etti. Şu anda, en gelişmiş yüksek enerji yoğunluklu lityum pil, katot aktivite verileri olarak katmanlı lityum geçiş metal oksit LiMo2 (M=Ni, Co ve Mn veya Al) kullanır (≈150? 200mahG-1 etkin deşarj kapasitesi) 1? Grafit (teorik Spesifik kapasite 372mahG-1’dir) anot aktivite verisi olarak. Silikonun bir kısmının eklenmesi (yaklaşık li15si4, 3579mahgsi? 1), spesifik enerjiyi daha da artırmak için etkili bir strateji olduğunu kanıtladı. Örneğin, Yim et al. polivinil imin yapışkan anotlarını hazırlamak ve test etmek için grafit ve silikon tozunun (ağırlıkça %5) bileşik verilerini kullandı. Yazar, 350 döngüden sonra, en etkili elektrotun, ticari grafit anotların 514 katı olan 1 mahG-1.6 spesifik kapasiteye sahip olduğunu söyledi. Ancak, yüksek içerikli ve yüksek yüklü silikon anotların güvenlik döngüsünü sona erdirmek çok zordur. Bir anot aktivite verisi olarak silikonun en ciddi kusurları şunlardır: (I) elektrolit ile yan reaksiyonlar gibi özellikle ilk iki döngüde yüksek tersinmezlik; (II) ve lityum alaşımlamadan sonra hacim değişikliği büyüktür, bu da partiküllerin çatlamasına ve anotun kendi kendine toz haline gelmesine neden olur.

Tüm bu ters etkilerin pilin çalışması sırasında yalnızca büyük bir empedans birikimine neden olmayacağı, aynı zamanda katot lityumun tükenmesine de neden olacağı belirtilmelidir. Ek olarak, iletken karbon karası/bağlayıcı ağ ve/veya toplayıcıdaki silikon parçacıklarının temasının kaybı, kapasite bozulmasını hızlandıracaktır. Son yıllarda, silikon anotların başlıca sorunlarının üstesinden gelmek için yeni ve/veya geliştirilmiş elektrolitler, katkı maddeleri ve polimer bağlayıcılar test edilmiştir. 11, 13, 15? 17 Ayrıca, yüksek kaliteli silikon bazlı redoks aktivite verilerinin hazırlanmasına odaklanılmaktadır. Bu çalışmaların bakış açısından, burada sadece birkaçı ele alınmıştır. Özellikle silikon ve SiOx verileri ve bunların kompozit verileri, özellikle karbon nanoparçacıkları, gelecekteki enerji depolama uygulamalarında geniş beklentilere sahiptir. Örneğin, 18-21, Breitung ve ark. silikon parçacıkları ve karbon nanofiberlerden oluşan bir kompozit malzeme üretti. Yüzlerce döngüden sonra kapasitesi, orijinal silikon parçacık elektrotunun kapasitesinin yaklaşık iki katıydı. Sonuçlar, hidrotermal yöntemle glikoz hazırlandıktan sonra karbon kaplı silikon parçacıklarının kapasite tutma kapasitesinin arttığını göstermektedir. Bu çalışmalardan esinlenerek, bu çalışmanın amacı, çekirdek-kabuk yapısına sahip nano-si/C kompozitleri hazırlamak için polimer önceden kaplanmış silikon parçacıkları kullanmaktır. 700~900℃’de karbonize toz numunelerini karakterize etmek için elektron mikroskobu, X-ışını kırınımı ve Raman spektroskopisi kullanıldı. Yerinde basınç yöntemi, diferansiyel elektrokimyasal kütle spektrometrisi ve akustik emisyon yöntemi, gerçek elektrot üzerinde si/C kompozit parçacıklarının hacim genişlemesi, penetrasyon davranışı ve mekanik deformasyon/bozunma davranışını analiz etmek için kullanıldı.