في السنوات الأخيرة، مع كثافة الطاقة من البطارية وتحسين أيون الليثيوم، وهو مادة بطارية ليثيوم أيون التقليدية وتنخفض تدريجيا، تدريجيا يتم استبدال النجم الصاعد، فإن الجانب الإيجابي من NCM وNCA المواد، والجانب السلبي هو قدرة عالية سي المواد مقارنة القدرة النظرية للمواد الجرافيت 372mAh / ز، والقدرة النظرية لمادة سي تصل إلى 4200mAh / ز (Li4.4Si)، ويمكن أيضا أن يتحقق في الممارسة حول 3000mAh و/ ز، أعلى بكثير من المواد على أساس الجرافيت، ولكن هناك مادة سي اضحة العيب - توسع ضخم الحجم، في ولاية سي توسع حجم lithiated تماما من المواد تصل إلى 300٪، والتي لن تدمر فقط السطوح فيلم SEI سي الجسيمات، مما تسبب في عدم الاستقرار بينية، مما أدى إلى فقدان لي، وهو ايضا تلف الكهربائي هيكل الشبكة موصل، مما أدى إلى فقدان المادة الفعالة، وقد أدت هذه العوامل إلى أداء دورة أقل بكثير من المواد سي هي المواد القائمة على الغرافيت، على الرغم من أن عددا من الأشخاص على اتخاذ تدابير لمنع توسع حجم المواد سي، مثل تكنولوجيا النانو، مركب نانو الكربون واألحجام سيوكس الاصطناعية، ولكن النتيجة ليست مرضية، حتى الآن فقط المواد سيوكس حققت بعض النجاح في الممارسة العملية.
لهذا السبب، والناس في الدراسة مع الاستمرار في تعزيز المواد SiOX، لم تتخلى عن تطوير غيرها من المواد الأنود قدرة عالية، ونحن اليوم نقدم لكم هي جامعة Xinyao تشنغ بكين لتطوير العناصر الأرضية النادرة مثل مادة الغرافيت المقوى، والمواد ديها ممتازة أداء الكهروكيميائية بعد ركوب الدراجات 250 مرة، لا يزال 720mAh / ز قدرة عالية، أعلى بكثير من المواد الجرافيت العادي، أيضا أعلى من المواد المركبة SiOX / الغرافيت المستخدمة حاليا، لديه فرصة جيدة.
القدرة النظرية للمواد الجرافيت هي فقط 372mAh / ز، من أجل حل مشكلة انخفاض القدرة للمادة الجرافيت، Xinyao تشنغ تصنيعه باستخدام الأرضية النادرة عنصر YH3- الجرافيت المواد المركبة (Y نيابة عن عنصر الأرضية النادرة)، وجدت في ذرة H جود YH3 الكهربائية النشاط الكيميائي، ويمكن استخدامها كمركز للشحنة سالبة، ورفع قدرة إدراج الجرافيت لي، ذرات H نشطة على متوسط عدد 3،1-3،4 ذرات لي يمكن تأمينها، وبالتالي من خلال الجمع بين YH3- الجرافيت المواد المركبة، يتم تشكيل إدراج بحيث القطب السالب من LiC6 الليثيوم، وتحويلها إلى تشكيل Li5C16H، عززت إلى حد كبير قدرتها على تضمين لي.
YH3- الجرافيت الاصطناعية مسحوق مركب وYH3 هو من خلال الكرة طحن المواد الجرافيت في جو من H2 في 0.4MPa الحصول عليها، ويمكن الاطلاع على تحليل العناصر EDS C و Y هي توزيع موحد للغاية من العناصر في المواد (الشكل أ)، FIG. معارض ج YH3 / الجرافيت = 0.5: نموذج 1 و YH2 / 0.5 الجرافيت: أول تهمة والتفريغ منحنى عينة 1، يمكن أن ينظر إليه من هذا الرقم لYH3 / عينة الجرافيت والقدرة الأولية للقدرة إزالة أكسيد الليثيوم كانت 1430mAh / ز و800mAh بطارية / ز، فإنه يمكن الإشارة من نمط XRD الحيود من الليثيوم تركيبها في دولة مختلفة، بعد حدوث YH3 / الجرافيت عينة الليثيوم، وبدأت المواد لتظهر في ذروة الحيود YH2، دولة lithiated بالكامل بشكل رئيسي من قبل عينة YH2 والجرافيت، بعد إزالة الليثيوم في جزء YH2 وYH3، مشيرا إلى أن واحدا فقط هو ذرات H النشطة في عملية المسؤول عن تصريف YH3.
وأضاف YH3 ليس فقط لقدرة معينة من المواد المركبة صلت 800mAh بطارية / ز، وأيضا وجود مادة الأداء دورة ممتازة ل50mA وبعد 250 دورة، وقدرة لا تزال حتى (فوق) 720mAh / ز أو أكثر مقارنة المواد تحت أداء معدل ضعيف نسبيا، عندما زاد الحالي من 50mA إلى 2500MA، والقدرة المتبقية من المواد ليست سوى 170mAh / ز (الشكل ب).
من أجل دراسة آلية YH3 للمادة الجرافيت لتعزيز القدرات، Xinyao تشنغ على التوالي YH3، YH3 / الجرافيت وYH2 المواد / الجرافيت واختبار voltammetry دوري، فإن النتائج هو مبين في الشكل. E أعلاه، يمكن ملاحظة أن منحنى YH2 / الجرافيت من FIG. تشبه الى حد بعيد مواد الجرافيت النقي، هي 0.2V هناك الذروة الحالية، ولكن الذروة الحالية المواد YH3 / الجرافيت، هناك تمييز واضح، كان هناك مرة واحدة في ذروة الحالية بنحو 0.18V، وهذا محض YH3 وYH2 / الجرافيت لم يكن لوحظ المواد، مشيرا إلى أن YH3 وأضاف ان هذه الآلية الليثيوم جديدة ضمن المواد الجرافيت. وفقا لما سبق، Xinyao تشنغ ان YH3 H ذرة واحدة مع نشط electrochemically، يمكن أن يعزز بشكل كبير من المواد الجرافيت ليثيوم الإدراج القدرات، رد فعل هو مبين أدناه.
لفهم آلية YH3 مادة الجرافيت، وقد تم تحليل Xinyao تشنغ عملية lithiation من / الجرافيت المواد المركبة YH3 باستخدام الكثافة الوظيفية الحسابات النظرية، تظهر نتائج العملية الحسابية أن ذرات H في المواد تلعب دورا كهربية مراكز الجنس، والذرات H تحتل مركز سداسي سداسي الكربون سداسية سوف تكون جزءا لا يتجزأ من داخل لي، مما أدى إلى تحسن كبير تخزين المواد الجرافيت لي القدرة.
YH3 المواد / الجرافيت وضعت Xinyao تشنغ وآخرون، عن طريق إضافة نادر هيدريد عنصر الأرض هو الليثيوم يعزز قدرة مادة الجرافيت، والمواد المختلطة تختلف من إضافة التقليدية YH3 يتشكل في المواد الجرافيت إلى طبقة من ذرات الكربون في الذرة H مركز الكهربية المركز، ويمكن زيادة فعالية قدرة جزءا لا يتجزأ من المواد لي الجرافيت، لتعزيز قدرة المواد، والأهم أن المادة ليس فقط لديه قدرة عالية، لديها أيضا أداء دورة ممتازة جدا، 50mA وحلقة 250 مرة، والقدرة هي تقريبا لا يوجد أي تراجع، ولكن المواد لأول مرة لا تزال هناك انخفاض كفاءة ومعدل الأداء الضعيف وغيرها من القضايا لا تزال بحاجة إلى مزيد من حلها.
