En los últimos años, con la densidad de energía de la batería y mejorar iones de litio, un material de batería de iones de litio convencional se reducen gradualmente, gradualmente está sustituido estrella ascendente, el aspecto positivo de material de NCM y NCA, y el lado negativo es la alta capacidad material de Si en comparación con la capacidad teórica de materiales de grafito 372mAh / g, la capacidad teórica de material de Si hasta 4200mAh / g (Li4.4Si), también se puede lograr en la práctica se trata de 3000mAh / g, mucho más alto que el material a base de grafito, pero no es un material de Si obvio desventaja - un enorme expansión de volumen, en el Si la expansión de volumen estado completamente litiado del material hasta un 300%, que no sólo destruiría las superficies de película de SEI Si partículas, causando inestabilidad interfacial, resultando en la pérdida de Li, también dañar el electrodo estructura de la red conductora, lo que resulta en la pérdida de material activo, estos factores han llevado a la el rendimiento del ciclo significativamente más bajo que el material de Si es un material basado en grafito, aunque un número de personas para tomar medidas para suprimir la expansión de volumen de los materiales de Si, tales como nano-tecnología, compuesto nano-carbono y Si- SIOX síntesis, etc., pero los resultados no son satisfactorios, no sólo el material SIOX logrado cierto éxito en la práctica.
Por esta razón, la gente en el estudio mientras continúa promoviendo materiales SIOX, no renunciar al desarrollo de otro material de ánodo de alta capacidad, hoy os presentamos es la Universidad Xinyao Zheng Pekín para desarrollar elementos de tierras raras, tales como material de grafito reforzado, el material tiene una excelente rendimiento electroquímico después de ciclismo 250 veces, sigue siendo 720mAh / g de alta capacidad, mucho más alto que el material de grafito ordinario, también más alto que los materiales compuestos de SiOx / grafito utilizados actualmente, tiene una buena perspectiva.
capacidad teórica de materiales de grafito es solamente 372mAh / g, con el fin de resolver el problema de la baja capacidad del material de grafito, Xinyao Zheng sintetizó utilizando un material de tierra rara elemento YH3- grafito compuesto (Y en nombre de un elemento de tierras raras), que se encuentra en un átomo de H que tiene un YH3 eléctrica actividad química, se puede utilizar como el centro de carga negativa, la capacidad de elevación de la pieza insertada de grafito Li, activos átomos de H en un número medio de 3,1 a 3,4 átomos de Li puede ser asegurado, y por lo tanto mediante la combinación de material compuesto de grafito YH3-, el inserto está formado de tal manera que el electrodo negativo de LiC6 de litio, se convirtió al formando Li5C16H, se ha reforzado en gran medida la capacidad de su embebido Li de.
YH3- polvo de material compuesto de grafito sintético y YH3 es mediante molienda con bolas material de grafito en una atmósfera de H2 a 0.4MPa obtenidos, análisis de elementos EDS se puede encontrar C e Y son distribución muy uniforme de los elementos en el material (Figura A), la FIG. c muestra YH3 / grafito = 0.5: muestra 1 y YH2 / 0,5 grafito: la primera carga y descarga curva de la muestra 1, puede verse en la figura para YH3 muestra / grafito y la capacidad inicial de la capacidad de eliminación de óxido de litio fueron 1430mAh / g y 800 mAh / g, se puede observar a partir del patrón de difracción XRD de una batería de litio montado en diferente estado, después de YH3 muestra / grafito se produce de litio, el material comenzó a aparecer en un pico de difracción YH2, estado completamente litiado principalmente por la muestra YH2 y grafito, después de la eliminación de litio en parte YH2 y YH3, lo que indica que sólo uno está activo átomos de H en el proceso de carga-descarga YH3.
YH3 añadió no sólo a la capacidad específica del material compuesto alcanzado 800mAh / g, y el material que también tiene un excelente rendimiento de ciclo a 50 mA después de 250 ciclos, la capacidad es aún arriba (por encima de a) 720mAh / g o más en comparación bajo tasa es propiedades bastante pobres del material, cuando la corriente se aumenta de 50 mA a 2500mA, sólo la capacidad restante del material 170mAh / g (como la figura b).
Con el fin de estudiar el mecanismo de YH3 del material de grafito para mejorar la capacidad, Xinyao Zheng respectivamente YH3, YH3 / grafito y YH2 / material de grafito de la prueba de voltametría cíclica, los resultados mostrados en la Fig. E anterior, se puede observar que la curva de YH2 / grafito de la figura. muy similar al material de grafito puro, son 0.2V hay una corriente de pico, pero el material YH3 / grafito pico de corriente, hay una distinción clara, había una vez un pico de corriente en alrededor de 0.18V, que a su pura y YH3 YH2 / grafito no se observó el material, lo que indica que YH3 añadió de tal manera que el nuevo mecanismo de litio dentro del material de grafito. acuerdo con lo anterior, Xinyao Zheng que YH3 un átomo de H con un electroquímicamente activo, puede mejorar significativamente el material de grafito Capacidad de inserción de litio, la reacción se muestra a continuación.
Para entender el mecanismo de material de grafito YH3, Xinyao Zheng proceso de litiación de los materiales compuestos / grafito YH3 se analizaron usando la densidad funcional cálculos de la teoría, los resultados de cálculo muestran que los átomos de H en el material juega un papel electronegativo Los centros de sexo, los átomos de H ocupan el centro de un hexagonal hexagonal hexagonal hexagonal se incrustó en el Li, lo que mejoró la capacidad de Li de almacenamiento de material de grafito.
material de / grafito YH3 desarrollado Xinyao Zheng et al., por la adición de rara elemento tierra es litio mejora la capacidad del material de grafito hidruro, el material mezclado es diferente de la adición convencional de YH3 se forma en el material de grafito a una capa de átomos de carbono en el átomo de H centro de electronegatividad centro, puede aumentar efectivamente la capacidad del material de Li grafito incorporado, para mejorar la capacidad del material, más importante que el material no sólo tiene una gran capacidad, que también tiene un excelente rendimiento del ciclo, bucle de 50 mA 250 veces, la capacidad es casi No hay declive, pero el material por primera vez todavía es de baja eficiencia y la tasa de bajo rendimiento y otros problemas aún no se han resuelto.
