2020 के करीब पहुंच के साथ, बैटरी निर्माताओं के बहुमत संकेतक चुनौती का 300Wh / किलो की ओर है, अब के लिए हमारी प्रौद्योगिकी रोडमैप मूल रूप से समान हैं - सिलिकॉन के साथ उच्च नी त्रिगुट सामग्री + उच्च क्षमता कार्बन सामग्री त्रिगुट सामग्री की नी सामग्री उठाने, सामग्री की क्षमता तदनुसार जैसे कि वर्तमान NMC811 सामग्री विशिष्ट क्षमता 200mAh / जी के बारे में पहुँच गया है के रूप में, वृद्धि की जाएगी, लेकिन नी सामग्री उठाकर स्थानिक त्रिगुट सामग्री में सुधार जारी करने की क्षमता नहीं रह गया है बड़ा, सबसे पहले नी सामग्री में वृद्धि के साथ, सामग्री ही बहुत उत्पादन की कठिनाई में वृद्धि होगी, इसके अलावा, उच्च नी सामग्री भी उत्पादन और homogenized और सामग्री में कठिनाइयों का कारण बन सकता है, और अंत में, उच्च नी सामग्री भी सामग्री की गारंटी करने के लिए मुश्किल है आरोप-प्रवाह प्रक्रिया की संरचनात्मक स्थिरता में। इस प्रकार, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में वर्तमान में एक बड़ी सफलता मामला है करने के लिए मुश्किल हैं, यह बैटरी की सिलिकॉन अनुपात पर उच्च क्षमता उच्च कार्बन सामग्री के विकास के लिए चालू कर दिया जाएगा विकास ध्यान केंद्रित कर सकते हैं।
सी सामग्री सैद्धांतिक क्षमता 4200mAh / जी (Li4.4Si) तक पहुँच जाता है, दस बार ग्रेफाइट सामग्री की तुलना में अधिक है, यह लिथियम आयन बैटरी के लिए एक वांछनीय एनोड सामग्री होने के लिए कहा जा सकता है लेकिन सी सामग्री बड़ी चुनौतियों मात्रा विस्तार (पूरा lithiation सामना कर रहा है जब 300%), नहीं जो केवल चार्ज और सामग्री के कणों के निर्वहन के दौरान टूटी सी पैदा कर सकता है, लेकिन यह भी सी मात्रा विस्तार हल करने के लिए, विनाश और उत्थान एनोड एसईआई फिल्म, जो चक्र प्रदर्शन सी नकारात्मक इलेक्ट्रोड में भारी गिरावट आई में परिणाम होगा करने के लिए नेतृत्व करने के लिए बड़ी समस्या, नैनोमीटर सबसे अधिक इस्तेमाल किया मतलब है, गंभीर है। नैनो-प्रौद्योगिकी उपकरणों के द्वारा, प्रभावी ढंग से, सामग्री की संपूर्ण मात्रा सी विस्तार कम कर सकते हैं ताकि बैटरी के चक्र प्रदर्शन, लेकिन नैनोकणों के बड़े सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए, एक पक्ष प्रतिक्रिया में वृद्धि का परिणाम देगा बैटरी के चक्र जीवन को प्रभावित है, तो कैसे रिश्ते को संतुलित करने के दो विशेष रूप से महत्वपूर्ण है के बीच।
हाल ही में, Jianping यांग Donghua विश्वविद्यालय और अनाकार TiO के उपयोग पर अन्य लोगों को 2सी कोटिंग प्रक्रिया की नैनो कणों (के बारे में 3nm की कोटिंग परत मोटाई), अनाकार TiO2 के अच्छे लोचदार विशेषताओं, जिससे सी कणों सुनिश्चित करने, चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान सी कण मात्रा विस्तार करने के लिए एक बहुत अच्छा गद्दी प्रदान करता है नैनो-सी सामग्री की अखंडता में चक्र प्रदर्शन में काफी सुधार होता है।
जैसा कि उपरोक्त आंकड़े में दिखाया गया है, जियानिंग यांग सिंल-जेल विधि द्वारा अनाकार टीओ को संश्लेषित करता है 2कोटेड सी नैनोपैटर्न - सी @ ए-टीआईओ 2, आमरोफस तिओ 2शेल का अच्छा लोच, चार्जिंग और निर्वहन के दौरान सी कणों की मात्रा विस्तार को अवशोषित करता है। अनाकार टियो की उपस्थिति में 2आवास की मदद से, पहला सामग्री केवल 86.1% दक्षता है, लेकिन यह भी उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन दिखा रहे हैं - 420mA / g और 200 चक्र का एक वर्तमान घनत्व पर, क्षमता 1720mAh / जी तक पहुँच सकते हैं, और 8.4A / जी उच्च वर्तमान घनत्व, 812 एमएएच / जी तक की क्षमता, ग्रेफाइट सामग्री से अधिक है।
ऊपर दिए गए ग्राफ़, सी @ ए-टीआईओ 2 के विद्युत प्रदर्शन को दर्शाता है। चित्र से, यह देखा जा सकता है कि 1.25 वी के पास वर्तमान शिखर के अलावा (एसईआई फिल्म निर्माण के मुताबिक) एक स्कैन लिथियम intercalation चोटियों प्रवाह 0.185V के आसपास के क्षेत्र, 0.54V पर delithiation वर्तमान शिखर में मौजूद हैं, और स्कैन की संख्या की वृद्धि के साथ, वर्तमान की चोटी की तीव्रता धीरे-धीरे लिथियम intercalation प्रक्रिया की प्रगति के साथ बढ़ जाती है, सतह , सी @ ए-टीआईओ 2लिथियम सम्मिलन सामग्री की गतिशील स्थिति बेहतर और बेहतर बनती है
जैसा कि ऊपर सी के चक्र प्रदर्शन परीक्षण के परिणामों से देखा जा सकता है, चाहे अनाकार टीओओ का उपयोग किया जाए 2सी नैनोकणों को लेपित किया गया था (सी @ ए-टीआईओ 2), या एनाटास टीओओ का उपयोग कर 2नैनो सी कणों को लेपित किया गया था (सी @ सी-टीआईओ 2), काफी नैनो-सी सामग्री के सायकलिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं। अनुपचारित नैनो-सी सामग्री के साथ तुलना में, Si @ a-TiO 2सामग्री के चक्र के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है, 420 एमए / जी के वर्तमान घनत्व पर परिसंचारी 200 बार, सी @ ए-टीओओ 2सामग्री क्षमता अभी भी 1720 एमएएच / जी तक पहुंचने में सक्षम है (लेकिन क्षमता प्रतिधारण दर केवल 56% है, चक्र प्रदर्शन में सुधार जारी रखने की आवश्यकता है)।
अपने उत्कृष्ट साइक्लिंग गुणों के अलावा, सी @ ए-टीओओ 2इसके अलावा उत्कृष्ट दर गुण 8.4A / g तक 0.14A / जी से ऊपर के एक वर्तमान घनत्व दिखा रहे हैं (जैसा कि ऊपर घ दिखाया गया है),, सामग्री की क्षमता 3420mAh / जी, 812mAh / g तक अभी भी बहुत से अधिक से कम हो जाती है ग्रेफाइट सामग्री, लेकिन एनाटास टियो से काफी अधिक है 2लेपित नैनो सी सामग्री
अनाबोसिक टीओओ 2अनाकार TiO सिद्धांतों नैनो-सी सामग्री के चक्र प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए सामग्री के रूप में ऊपर दिखाए गए, नैनोकणों की सतह लेपित सी 2सी कण, चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान जबरदस्त मात्रा विस्तार सामना कर सकते हैं जिससे कोर सुनिश्चित - खोल संरचना स्थिरता, जिससे सक्रिय सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट समाधान के अपघटन के नुकसान को कम करने, TEM पढ़ाई ऊपर अनुमान को सत्यापित किया है, पूरी तरह से। लिथियम के एक राज्य में, सी नैनो कणों महान विरूपण आया है, लेकिन अभी भी कोर की अखंडता बनाए रखने - खोल संरचना, और TiO 2एक एसईआई फिल्म की बाह्य परत बनाई है, और 200 चक्र के बाद, सतह जिनमें से वहाँ कोई स्पष्ट तोड़ घटना है। अनाकार TiO 2आवास नैनो सी साइकिल चालन स्थिरता के कण सतह में गठित की उच्च स्थिरता नैनो सी सामग्री में महत्वपूर्ण कारक है।
जियानिंग यांग, जिन्होंने इस अनाकार टीओओ को विकसित किया 2सी नैनो कोटिंग सामग्री, सी सामग्री की एक बड़ी मात्रा विस्तार करने के लिए एक अच्छा समाधान, अस्थिर इंटरफ़ेस समस्याओं में जिसके परिणामस्वरूप: अनाकार TiO अच्छा लोच 2आवरण परत, नैनोकणों सी, क्षमता गिरावट नीचे कम करने के आरोप-मुक्ति सतह दौरान स्थिरता सुनिश्चित करने के, लेकिन यह भी पक्ष प्रतिक्रिया की घटना को कम करने, लेकिन इस सामग्री को अभी भी इस तरह सामग्री के रूप में समस्याओं, के एक नंबर का सामना कर रहा है, हालांकि 3000mAh अप करने के लिए की क्षमता / जी या अधिक है, लेकिन यह चक्र प्रदर्शन (200 चक्र, क्षमता प्रतिधारण दर 56% थी), कि कोटिंग प्रक्रिया और सी के कण आकार के अनुकूलन द्वारा अनुकूलित किया जा सकता है छोटे श्रृंखला, आगे इंटरफेस की स्थिरता को बढ़ाने के लिए सुधार की बात है , चक्र जीवन में सुधार करें
