يحفزه على التطور السريع لصناعة السيارات الكهربائية والبطاريات ليثيوم أيون هذا العام، حققت تقدما كبيرا، وخاصة من حيث كثافة الطاقة لجأت إلى كل الوسائل كل الشركات المصنعة للبطارية، بما في ذلك ATL، والقوى في البلاد شوان تك 2017 وقد قدم الله المصنعين بما في ذلك البطارية في كثافة الطاقة من 300Wh / كغ أعلى من البطارية يمكن أن تقدم كبرى شركات تصنيع البطارية طريق التقنية لاستخدام بطارية عالية الطاقة النوعية العالية أساسا النيكل + الكربون السيليكون المواد ثلاثية السلبية طريقة من المواد، والتي في هذه المرحلة هي التصميم الأكثر جدوى من البطاريات الطاقة النوعية العالية، ولكن لزيادة تحسين كثافة الطاقة من بطارية ليثيوم أيون ل350Wh / كغ، حتى 400Wh / كغ، وهذا النظام لا يمكن أن تلبي متطلبات من التيار التطور التكنولوجي للعرض، والمعادن لي بطارية الكاثود هو الجيل القادم الواعدة من بطاريات عالية الطاقة محددة.
إلا إذا كان من وجهة نظر الأداء الكهروكيميائية، الأنود المعدن لي هو على الارجح أكثر دول العالم مناسبة كمادة القطب السالب، لديها امكانات منخفضة (-3.04V مقابل القطب الهيدروجين العادي) وقدرة عالية (3860mAh / ز) من ميزة مزدوجة، الفعلية يتم استخدام الليثيوم معدنية لأول مرة في ليثيوم أيون بطارية مادة الأنود، و80s من القرن الماضي على إطلاق الأنود المعدن MOLI Enegry لي في كندا لى / MO2 بطارية ثانوية إلى السوق، ولكن من المؤسف جدا أن في عام 1989 وقع الثانوي انفجار النار بطارية الليثيوم، مما تسبب في بطارية تذكر مساحة واسعة على نطاق عالمي، من هذا الموجز تهيمن على السوق بطارية العالمي، وجهت الشركة على ركبتيها، حصلت في نهاية المطاف من قبل شركة NEC شركة. NEC اليابانية استثمرت موارد بشرية ومادية هائلة، درست بعناية عشرات الآلاف من البطاريات، وبعد عدة سنوات من التنقيب، وأخيرا وجدت الجاني مما أدى إلى انفجار البطاريات الثانوية ليثيوم - التشعبات الليثيوم على الرغم من NEC العثور على المفتاح لهذه المشكلة، لكنه يسمح سقطت NEC في قعر حفرة، بغض النظر عن كيفية تحسين العملية لا يمكن القضاء لي التغصنات. سوني اليابان بل وسيلة أخرى، واستخدام الجرافيت باعتبارها القطب السالب والقطب الموجب من أكسيد الليثيوم والكوبالت، لتجنب ظهر الليثيوم المعدني، معدنية لى ايضا القضاء نهائيا على مشكلة التغصنات، يركض على طول الطريق من بطارية ليثيوم أيون، لتصبح مظلمة بطارية تخزين الطاقة الكيميائية الحصان، وبطارية ثانوية معدن الليثيوم، ولكن هذا التراجع إلى أسفل.
في القرن ال21، وتطوير بالكهرباء الصلبة يسمح لنا أن نرى الأنود المعدن لي الأمل، وهذه المرة من بداية الدراسات الأنود الليثيوم المعدني يكون المسار أيضا سريع تدريجيا في الآونة الأخيرة، جامعة تسينغهوا Peichao زو وآخرون "وبما أننا لا يمكن تجنب تماما لي نمو التغصنات المعادن من التشعبات الليثيوم يخترق الحاجز لماذا لا تجنبها، عن طريق إحداث الاتجاه النمو؟ "، وضعت على طول هذا الخط من التفكير Peichao زو رقائق النحاس وجود عدد كبير من البنية الخلوية، من أجل تحقيق تحريض لي التغصنات النمو على طول اتجاه مواز لالحجاب الحاجز، حيث في حالة نمو التغصنات لي القطب السالب لا تزال توفر عدد كبير من سلامة بطارية ليثيوم أيون.
إعداد رقائق النحاس التي يسهل اختراقها المذكور أعلاه كما هو مبين أعلاه، بما في ذلك التصفيح الحراري، النقش بالليزر، وعملية الحفر القلوية مثل، يتم تغطية احباط النحاس بعد التصفيح الساخن ثم الجزء الأمامي والخلفي من كل PI مع فيلم بوليميد، تشكيل هيكل ساندويتش تشكلت بعد النقش بالليزر micropores مرتبة بانتظام في طبقة PI، عملية الحفر القلوية، واحباط النحاس بنسبة الحفر micropores الغسول لإنتاج الثقوب المقابلة على رقائق النحاس. التجربة ، Peichao زو هيكل اختيار طبقة PI 150um 45um المسام القطر، المسام احباط طبقة النحاس، أي فتحة صغيرة في بنية بطن رقائق النحاس للحصول على القطب السالب الليثيوم بعد احتساب الخزان تماما على أساس حجم micropores داخل احباط PeichaoZou قدرة تصل إلى 4.1mAh / CM2، إذا كنت زيادة سماكة رقائق النحاس، ولكن أيضا الاستمرار في تعزيز قدرة السلبية، لتلبية احتياجات معظم التطبيقات.
مبدأ رقائق النحاس التي يسهل اختراقها والعادية احباط E-النحاس من Peichao زو P النحاس إعداد العمل كما هو موضح أعلاه، يمكننا أن نلاحظ أن ترسب احباط لي المعادن العادية تحدث مباشرة على سطح رقائق النحاس في العمل، وبالتالي فإن قطر لي الاتجاه النمو هو اتجاه عمودي على رقائق النحاس والفاصل، ومشاكل بسهولة تحدث قطرها لي الحاجز pierceable، ولكن سيتم إيداع المعادن E-النحاس، لي في الجدار الداخلي للالمسام يحدث، لذلك الاتجاه نمو التغصنات لي الطبيعية يصبح موازيا للحجاب الحاجز واتجاه رقائق النحاس، على الرغم من أن عملية ترسب لي سوف تنتج عددا كبيرا من لي التشعبات، ولكن ليس له تأثير على سلامة البطارية.
في الشكل أدناه، بعد إيداع الليثيوم في 0.5 ماه / CM2 (أ، د)، 1 ماه / CM2 (ب وه) و 2 ماه / CM2 النحاس تضاريس السطح، يمكن ملاحظة من هذا الرقم، ومعدن الليثيوم المودعة الخيطية ظهرت، ولكن كلها من المعدن يترسب لي داخل رقائق النحاس التي يسهل اختراقها، لا لي التشعبات التي تمتد من PI طبقة الصغيرة التي يسهل اختراقها خارج، مما يقلل من خطر الداخلية ماس كهربائى، لضمان سلامة البطارية.
ويبين الرسم البياني أدناه منحنيات كفاءة كولوم ركوب الدراجات ل E النحاس والنحاس العادي رقائق من المنحنيات يمكننا أن نرى أن النحاس E يظهر كفاءة كولومبيك جيدة جدا لعدة ترسبات لي، وكانت مجموعة السيطرة من رقائق النحاس ليس فقط أقل بكثير من ذلك من النحاس E على كفاءة كولومبيك، ولكن أيضا حدثت ظاهرة ماس كهربائى الداخلية في أقطاب مع كمية ترسب الليثيوم من 1.0 و 2.0 ماه / CM2.
الأرقام التالية منحنى دوري من E-النحاس + لي وP النحاس + لي LFP المواد مع خلية كاملة يمكن رؤيته باستخدام البطارية E-النحاس في 1C معدل بعد 250 دورة، فإنه لا يزال قادرا على تحقيق coulombic مجنون القدرة على التصريف 99.5٪ وبلغت 131.1mAh / ز، في حين أن المجموعة الضابطة باستخدام رقائق النحاس العادي، وبعد 250 دورة 1C، وكفاءة coulombic٪ فقط 58.6، تشير إلى خاصية دورة جيدة من احباط الأنود التي يسهل اختراقها.
Peichao زو هذا العمل يسمح لنا أن نرى الأنود المعدن لي في معالجة قضايا السلامة ودورة الحياة، بالإضافة إلى اتخاذ تدابير مختلفة للحد من نمو التشعبات لي، ولكن أيضا يمكن أن تحل عن طريق حفز النمو الاتجاه التغصنات لي بسبب المشاكل الأمنية. Peichao زو وضعت الصغيرة التي يسهل اختراقها رقائق النحاس القطب السالب، فإن نجاح الاتجاه نمو التغصنات لي في اتجاه مواز لغشاء السيطرة واحباط النحاس، لي يتجنب التغصنات تخترق الحاجز، مما يحسن كثيرا من سلامة البطارية ودورة الحياة للتنمية المستقبلية للبطاريات المعدنية الثانوية الأنود لي يوفر طريقة جديدة للتفكير.
