In der letzten Jahren mit der Energiedichte der Batterie und die Lithium-Ionen, ein herkömmliches Lithium-Ionen-Batteriematerial verbessert allmählich sinkt allmählich steigender Stern substituiert ist, der positiven Aspekt des NCM und NCA-Materials, und die negative Seite ist die hohe Kapazität Material Si im Vergleich zu die theoretische Kapazität von Graphitmaterialien 372mAh / g, die theoretischen Kapazität von Si-Material bis zu 4200mAh / g (Li4.4Si) kann auch in der Praxis etwa 3000mAh / g, viel höher als Material auf Graphitbasis, aber es ist offensichtlich, dass die Si-Material erreicht werden Nachteil - eine große Volumenausdehnung, in der vollständig lithiierten Zustand Si Volumenausdehnung des Materials bis zu 300%, was die SEI-Film Si Partikeloberflächen nicht nur zerstören würde, was zu Grenzflächeninstabilität, was zu einem Verlust von Li, auch Schäden an der Elektrode leitfähige Netzwerkstruktur, in einem Verlust des aktiven Materials führt, haben diese Faktoren auf die Zyklusleistung wesentlich niedriger ist als das Si-Material ist Graphit basierendes Material geführt, obwohl eine Anzahl von Menschen, Maßnahmen zu ergreifen, Volumenausdehnung von Si-Materialien, wie nano-Technologie, nano-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff und Si- zu unterdrücken, SiOx Synthese etc., aber die Ergebnisse sind nicht zufriedenstellend, gibt es nur SiOx Material einige Erfolge in der Praxis erreicht.
Aus diesem Grund Menschen in der Studie, während weiterhin SiOx Materialien zu fördern, gab nicht auf die Entwicklung anderer hoher Kapazität Anodenmaterial, heute stellen wir Ihnen die Xinyao Zheng Peking University Seltenerdelementen wie verstärkte Graphitmaterial zu entwickeln, das Material hat eine ausgezeichnete elektrochemische Leistung nach 250 mal Radfahren, bleibt 720mAh / g mit hohen Kapazität, viel höher als gewöhnliches Graphitmaterial, auch höher als die zur Zeit SiOx / Graphit-Verbundmaterialien verwendet, hat eine gute Aussicht.
Theoretische Kapazität von Graphitmaterialien ist nur 372mAh / g, um das Problem der geringen Kapazität des Graphitmaterials, Xinyao Zheng synthetisierte unter Verwendung eines Seltenerdelements YH3- Graphit-Verbundwerkstoff (Y im Namen eines Seltenerdelement) zu lösen, in einem H-Atom fand eine elektrische YH3 mit chemische Aktivität kann als das Zentrum der negativen Ladung verwendet werden, die Hubkraft des Graphiteinsatzes Li, aktive H-Atome im Durchschnitt eine Zahl von 3,1 bis 3,4 Li-Atom können gesichert werden, und daher durch YH3- Graphit-Verbundmaterial kombiniert ist der Einsatz so ausgebildet, dass die negative Elektrode aus Lithium LiC6, umgewandelt Li5C16H bildet, hat die Kapazität seines eingebetteten Li erheblich gestärkt.
YH3- synthetische Graphitverbundpulver und YH3 ist durch Kugelgraphitmaterial in einer Atmosphäre von H 2 bei 0,4 MPa Vermahlen erhalten werden, kann EDS-Element-Analyse gefunden C und Y ist sehr gleichmäßige Verteilung der Elemente in dem Material (Figur a), der Fig. c zeigt YH3 / Graphit = 0,5: Probe 1 und YH2 / 0,5 Graphit: die erste Lade- und Entlade-Kurve der Probe 1 aus der Figur für YH3 / Graphitprobe und die Anfangskapazität der Oxidentfernung Kapazität von Lithium wurden 1430mAh gesehen werden / g und 800 mAh / g, kann es aus dem Röntgenbeugungsmuster eines in verschiedenem Zustand angebracht Lithium festgestellt werden, nachdem YH3 / Graphitprobe Lithium auftritt, Material begann in einer Beugungsspitze YH2, vollständig lithiierten Zustand hauptsächlich durch die Probe zu erscheinen YH2 und Graphit, nach der Entfernung von Lithium in Abschnitt YH2 und YH3, was darauf hinweist, dass nur eine aktiven H-Atome in dem Lade-Entlade-Prozess YH3 sind.
YH3 hinzugefügt nicht nur auf die spezifische Kapazität des Verbundwerkstoffes erreicht 800mAh / g und das Material auch eine ausgezeichnete Zyklus-Leistung auf 50 mA nach 250 Zyklen aufweist, wobei die Kapazität noch oben ist (a) oben 720mAh / g oder mehr im Vergleich unter Rate ist ziemlich schlechte Eigenschaften des Materials, wenn der Strom von 50 mA bis 2500mA erhöht wird, wird nur die Restkapazität des Materials 170mAh / g (wie Fig b).
Um den Mechanismus von YH3 des Graphitmaterials zu studieren, die Kapazität, Xinyao Zheng jeweils YH3, YH3 / Graphit und YH2 / Graphitmaterial des cyclischen Voltametrie-Test, dessen Ergebnisse in Fig. E oben, zu verbessern, dass die Kurve YH2 / Graphit aus Fig werden. sehr ähnlich reines Graphitmaterial, sind 0,2 V gibt es einen Spitzenstrom, aber die Stromspitze YH3 / Graphitmaterial, gibt es eine klare Unterscheidung, es einmal bei etwa 0.18V eine Stromspitze, war die in rein YH3 und YH2 / Graphit das Material wurde nicht beobachtet, was darauf hinweist, dass YH3 so zugegeben, dass der neue Lithium-Mechanismus innerhalb des Graphitmaterials. nach dem obigen, dass Xinyao Zheng YH3 einem H-Atom mit einem elektrochemisch aktiven, kann erheblich das Graphitmaterial verbessern Lithium-Einlagerungsfähigkeit, die Reaktion in der folgenden Formel gezeigt.
Um zu verstehen, zeigen den Mechanismus YH3 Graphitmaterial, Xinyao Zheng Lithiierung Prozess der YH3 / Graphit-Verbundwerkstoffe wurden analysiert unter Verwendung der Dichtefunktionaltheorie-Berechnungen, Berechnungsergebnisse, daß die H-Atome in dem Material eine Rolle spielt elektro Zentralität, H ein Kohlenstoffatom das Zentrum des Hexagons einnimmt, sind die hexagonalen Kohlenstoff herum Li ausgerüstet, die groß die Speicherkapazität des Graphitmaterials Li verbessert.
YH3 / Graphitmaterial von Xinyao Zheng et durch die Zugabe eines Seltenerdelements Hydrid entwickelt Lithium die Fähigkeit des Graphitmaterials verbessert, das gemischte Material unterscheidet sich von dem herkömmlichen Zusatz von YH3 wird in dem Graphitmaterial zu einer Schicht von Kohlenstoffatomen in dem H-Atom gebildet Zentrum Elektronegativität Zentrum, kann effektiv die Kapazität von eingebettetem Li Graphitmaterial erhöhen, um die Kapazität des Materials zu verbessern, desto wichtiger ist, dass das Material nicht nur eine hohe Kapazität, hat auch eine sehr gute Zyklusleistung, 50mA Schleife 250 mal ist die Kapazität fast nicht schlecht fallen, aber das Material gibt es immer noch zu geringe Effizienz und schlechte erste Rate-Performance und andere Fragen noch gelöst werden.
