В последние годы, при постоянном улучшении плотности энергии литий-ионных батарей, традиционные литий-ионные аккумуляторные материалы постепенно уменьшаются и постепенно заменяются материалами с восходящей звездой, NCA и NCM с положительной стороны и материалами Si с отрицательной стороны с большой емкостью. Теоретическая емкость графитового материала 372 мАч / г, теоретическая емкость материала Si до 4200 мАч / г (Li4.4Si), на практике она может достигать около 3000 мАч / г, что намного выше, чем графитовый материал, но есть очень очевидный материал Si Недостатки - огромное расширение объема в полном объеме лития, объемное расширение материала Si до 300%, что не только повредит поверхность пленки SiI Si частиц, что приведет к нестабильности интерфейса, что приведет к потере Li, но также повредит электрод Проводящая структура сети, приводящая к потере активных материалов, эти факторы привели к тому, что материал Si значительно ниже, чем циклические характеристики графитовых материалов, хотя многие меры, направленные на ингибирование объемного расширения материалов Si, таких как нанотехнология, нано-Si- Синтетический SiOX, но эффект не является удовлетворительным, до сих пор только материал SiOX добился определенных успехов на практике.
С этой целью люди продолжают продвигать исследования материалов SiOX, не отказываясь от разработки других высокомощных анодных материалов. Сегодня мы вводим графитовые материалы, армированные редкоземельными элементами, разработанные Xinyao Zheng et al. После 250 циклов поддерживается большая емкость 720 мАч / г, что намного выше, чем у обычных графитовых материалов, а также выше, чем используемые в настоящее время композиты SiOX / графит, и имеет хорошую перспективу применения.
Теоретическая емкость графитового материала составляет всего 372 мАч / г, для решения проблемы маломощного графитового материала Xinyao Zheng YH3-графитовый композитный материал, синтезированный редкоземельными элементами (Y от имени редкоземельных элементов), исследование показало, что один атом H в YH3 имеет электричество Химическая активность может служить в качестве центра отрицательных зарядов с возможностью усиления Li, встроенного в графит, в среднем для активных атомов H можно фиксировать 3,1-3,4 атомов Li, поэтому путем синтеза YH3-графитового композита, делая отрицательный Li за счет образования LiC6, Образование Li5C16H значительно усилило его способность встраивать Li.
YH3-графитовые композиты были синтезированы путем шарового размалывания порошка YH3 и графита в атмосфере H2 при 0,4 МПа. Анализ EDS показал, что элементы C и Y равномерно распределены в материале (верхний а) c показаны первые импульсные кривые образцов с YH3 / графитом = 0,5: 1 и образцы с YH2 / графитом = 0,5: 1. Из рисунка видно, что первая емкость для ввода лития и делигнирующая способность образца YH3 / графита составляют соответственно 1430 мАч / г и 800 мАч / г. На рентгенограммах XRD различных состояний интеркаляции можно заметить, что дифракционные пики YH2 начинают встречаться в образце YH3 / графита после интеркаляции лития, тогда как в полностью интеркалированном литиевом состоянии в основном состоят из YH2 и графит, YH2 преобразуется обратно в YH3 после делигнирования, указывая, что только один H-атом в YH3 активен во время зарядки и разрядки.
Добавление YH3 не только увеличивает удельную производительность композитного материала до 800 мАч / г, но также имеет очень хорошие характеристики циклирования, а емкость может достигать более 720 мАч / г после 250 циклов при 50 мА (как показано на рисунке выше) Материал при скорости работы относительно невелик, когда ток увеличился с 50 мА до 2500 мА, а оставшаяся емкость составляет всего 170 мАч / г (рис. Б).
Чтобы исследовать механизм YH3 по емкости графитовых материалов, Xinyao Zheng проводил циклические вольтамперометрические испытания на материалах YH3, YH3 / графит и YH2 / графит соответственно. Результаты показаны на приведенном выше рисунке e, из которого YH2 / графитовая кривая Как и чистый материал графита, пик тока появляется при 0,2 В, но текущий пик материала YH3 / графита показывает очевидную разницу. Существует пик тока около 0,18 В, что показывает, что в чистом YH3 и YH2 / графите Результаты показали, что добавление YH3 привело к новому механизму интеркаляции лития в графитовых материалах. Согласно вышеизложенным исследованиям, Xinyao Zheng считал, что один атом H в YH3 является электрохимически активным и может значительно улучшить Вместимость лития, реакция, показанная ниже.
Для дальнейшего понимания механизма YH3 в графитовых материалах Xinyao Zheng вычислил процесс введения лития композитов YH3 / графита с использованием теории функций плотности. Результаты расчетов показывают, что роль атомов H в материале заключается в обеспечении отрицательного заряда Секционные центры, атомы H, занимающие центр гексагональной гексагональной гексагональной формы углерода, будут внедрены в Li, что значительно улучшит способность Li-материала к хранению графита.
Материал YH3 / графит, разработанный Xinyao Zheng и др. Усиливает способность интеркалирования лития графитовых материалов путем добавления гидрида редкоземельных элементов. В отличие от обычного смешения материалов добавление YH3 образует слой атомов углерода с атомами H, как Центр электроотрицательности центра может эффективно увеличить встроенную способность графита из Li и улучшить материальную емкость. Более того, материал имеет не только высокую производительность, но и отличную производительность на велосипеде. Емкость батареи составляет почти 250 мА при 250 циклах Нет никакого снижения, но материал в первый раз по-прежнему характеризуется низкой эффективностью и низкой эффективностью, а другие проблемы еще предстоит решить.
