Au cours des dernières années, avec la densité d'énergie de la batterie et d'améliorer l'ion lithium, un matériau de batterie au lithium-ion classique est progressivement diminuer, étoile montante progressivement est substitué, l'aspect positif du matériau NCM et NCA, et le côté négatif est la capacité élevée matériau de Si par rapport à la capacité théorique des matériaux de graphite 372mAh / g, la capacité théorique du matériau Si jusqu'à 4200mAh / g (Li4.4Si), peut également être réalisé dans la pratique est de 3000mAh / g, beaucoup plus élevé que le matériau à base de graphite, mais il est un matériau évident Si désavantage - une énorme expansion de volume, à l'état complètement lithié Si l'expansion du volume de la matière jusqu'à 300%, ce qui serait non seulement détruire les surfaces des particules de film SEI Si, ce qui provoque l'instabilité interfaciale, résultant en une perte de Li, également endommager l'électrode structure conductrice de réseau, ce qui entraîne une perte de matière active, ces facteurs ont conduit à l'exécution de cycle significativement plus faible que le matériau de Si est un matériau à base de graphite, bien qu'un certain nombre de personnes de prendre des mesures pour supprimer l'expansion du volume des matières Si, comme nano-technologie, composite nano-carbone et Si- synthèse SiOX, etc., mais les résultats ne sont pas satisfaisants, il n'y a que du matériel SiOX obtenu un certain succès dans la pratique.
Pour cette raison, les gens dans l'étude tout en continuant à promouvoir des matériaux SIOX, ne pas abandonner le développement d'autres matières d'anode de haute capacité, aujourd'hui, nous vous présentons est le Xinyao Zheng Université de Pékin pour développer des éléments de terres rares comme matériau de graphite renforcé, le matériau a une excellente performance électrochimique après avoir pédalé 250 fois, reste 720mAh / g de grande capacité, beaucoup plus élevé que le matériau en graphite ordinaire, également plus élevé que les matériaux composites SiOX / graphite utilisées actuellement, a une bonne perspective.
Capacité théorique de matériaux de graphite est que 372mAh / g, afin de résoudre le problème de la faible capacité de la matière de graphite, Xinyao Zheng synthétisé à l'aide d'un élément de terre rare YH3- matériau composite en graphite (Y au nom d'un élément de terre rare), trouvé dans un atome de H ayant une YH3 électrique activité chimique, peut être utilisé comme centre de charge négative, la capacité de levage de l'insert de graphite Li, des atomes d'hydrogène actifs sur un nombre moyen de 3,1 à 3,4 atomes de Li peut être fixé, et donc en combinant un matériau composite à base de graphite YH3-, l'insert est formé de telle sorte que l'électrode négative de LiC6 de lithium, converti en La formation de Li5C16H, a considérablement renforcé sa capacité à intégrer Li.
YH3- poudre composite à base de graphite synthétique et YH3 est en matériau de graphite fraisage balle dans une atmosphère de H2 à 0.4MPa obtenu, l'analyse par éléments EDS peut être trouvé C et Y sont distribution très uniforme des éléments dans le matériau (figure a), la Fig. c représente YH3 / graphite = 0,5: échantillon 1 et YH2 / 0,5 graphite: la première courbe de charge et de décharge de l'échantillon 1, on peut voir sur la figure pour l'échantillon YH3 / graphite et de la capacité initiale de la capacité d'élimination de l'oxyde de lithium ont été 1430mAh / g et 800mAh / g, il peut être noté à partir du diagramme de diffraction XRD d'un lithium monté dans un état différent, après échantillon YH3 / graphite se produit lithium, la matière a commencé à apparaître dans un pic de diffraction YH2, état entièrement lithié principalement par l'échantillon YH2 et le graphite, YH2 est reconverti en YH3 après la delithiation, indiquant qu'un seul atome H dans YH3 est actif pendant le chargement et le déchargement.
YH3 ajouté non seulement à la capacité spécifique du matériau composite atteint 800mAh / g, et le matériau ayant également une excellente performance de cycle à 50 mA au bout de 250 cycles, la capacité est encore en place (ci-dessus a) 720mAh / g ou plus par rapport Le matériau sous la performance de vitesse est relativement pauvre, quand le courant a augmenté de 50 mA à 2500 mA, la capacité restante du matériau est seulement de 170 mAh / g (figure b).
Afin d'étudier le mécanisme de YH3 du matériau de graphite pour améliorer la capacité, Xinyao Zheng respectivement YH3, YH3 / graphite et un matériau YH2 / graphite du test de voltamétrie cyclique, les résultats montrés à la Fig. E ci-dessus, on peut noter que la courbe YH2 / graphite à partir de la Fig. très similaire à la matière de graphite pur, sont 0.2V il y a un courant de crête, mais le pic de courant matériau YH3 / graphite, il y a une distinction claire, il y avait une fois un pic de courant à environ 0.18V, qui YH3 pur et YH2 / graphite le matériau n'a pas été observée, ce qui indique que YH3 ajouté de telle sorte que le nouveau mécanisme de lithium dans le matériau de graphite. selon ce qui précède, que Xinyao Zheng YH3 un atome de H avec un électrochimiquement actif peut, améliorer considérablement le matériau de graphite Capacité d'insertion de lithium, la réaction montrée ci-dessous.
Pour comprendre le mécanisme matériau de graphite YH3, Xinyao procédé de lithiation Zheng de matériaux composites YH3 / graphite ont été analysées en utilisant la densité des calculs théoriques fonctionnel, des résultats de calcul indiquent que les atomes d'hydrogène dans le matériau joue un rôle de électronégatif Centres de sexe, les atomes H occupent le centre d'un hexagonal hexagonal carbone hexagonal sera intégré dans le Li, ce qui a grandement amélioré la capacité de stockage de matériel graphite Li.
YH3 / matériau de graphite développé Xinyao Zheng et al., Par l'addition d'hydrure de métal de terre rare est le lithium améliore la capacité du matériau de graphite, le matériau mélangé est différent de l'addition classique de YH3 est formée dans le matériau de graphite à une couche d'atomes de carbone dans l'atome d'hydrogène centre de électronégativité, peut effectivement augmenter la capacité de matériau de graphite Li incorporé, afin de renforcer la capacité du matériau, plus important que le matériau a non seulement une grande capacité, a aussi une très excellente performance de cycle, boucle 50mA 250 fois, la capacité est presque Il n'y a pas de déclin, mais le matériel pour la première fois il ya encore une faible efficacité et le taux de performance médiocre et d'autres problèmes restent à résoudre.
