แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซิลิกอนขั้วบวกแผ่นวิธีการเตรียม?

เนื่องจากวัสดุอิเล็กโทรซิลิคอนเชิงลบที่มีความจุสูงและอัตราส่วนน้ำหนักของความจุปริมาณการพัฒนาของซิลิคอนขั้วลบเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการปรับปรุงความหนาแน่นของการใช้พลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน. แต่เป็นวัสดุที่ใช้งาน, ค่าใช้จ่ายซิลิคอน / รอบการปล่อย เมื่อใส่และการสกัดลิเธียม, การเปลี่ยนแปลงของปริมาณที่แตกต่างกัน 270% ในวงจรชีวิตของการขยายตัวปริมาณที่สามารถนำไปสู่: (1) บดอนุภาคซิลิกอนและเคลือบทองแดงจะถูกแยกออกจากเก็บในปัจจุบัน (2) อิเล็กโทรไลของแข็ง (SEI) ภาพยนตร์ ความไม่แน่นอนในระหว่างการขี่จักรยานเพื่อให้การขยายตัวของปริมาณและความร้าวฉาน SEI ที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกอย่างต่อเนื่องอีกครั้งส่งผลให้ในความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ขั้นตอนการบดจะใกล้ชิดมากขึ้นในการติดต่อกับเฟสของแข็งการปรับปรุงคุณสมบัติการขนส่งอิเล็กตรอนของชิ้นส่วนเสา. แต่ต่ำเกินไปพรุนจะช่วยเพิ่มความต้านทานการขนส่งของลิเธียมไอออนและขั้วไฟฟ้า / อิเล็กโทรไลต้านทานการถ่ายโอนค่าใช้จ่ายอินเตอร์เฟซการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพอัตรา. โดยทั่วไป กราไฟท์อิเล็กโทรดรูพรุนที่ดีที่สุดถึง 20% -40% และการเสื่อมสภาพประสิทธิภาพซิลิคอนอิเล็กโทรดหลังจากบดเหล่านี้ชิ้นเสาโดยทั่วไป 60% -70% พรุนพรุนปริมาณสูงมีความสามารถในการประสานงานการขยายตัวของวัสดุซิลิกอนที่บัฟเฟอร์ ความผิดปกติที่รุนแรงของเม็ด, ผงและชะลอออก. อย่างไรก็ตามความพรุนสูงของพื้นผิวซิลิกอนที่จะ จำกัด ขั้วลบความหนาแน่นของพลังงานปริมาณ. แล้วซิลิคอนแท็บขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมวิธีการเตรียมความพร้อมหรือไม่ KarkarZ et al, การศึกษาเตรียมความพร้อมของขั้วไฟฟ้าซิลิกอน .

ก่อนที่พวกเขามีการจัดทำในลักษณะการใช้สองขยับ 80wt% ของซิลิกอน 12wt% และ 8wt% graphene ขั้วไฟฟ้าของ CMC สารละลาย (1) เอสเอ็ม: กระจายกระบวนการโม่แบบเดิม (2) RAM: กระบวนการสองขั้นตอนของการกระจายอัลตราโซนิก , PH3 ขั้นตอนแรกในการแก้ปัญหาบัฟเฟอร์ (0.17M ซิเตรต + 0.07MKOH) ซิลิกอนกระจายอัลตราโซนิกและ CMC ขั้นตอนที่สองถูกบันทึกอยู่ในแผ่นกราฟีนน้ำและการกระจายล้ำอย่างต่อเนื่อง

และงแสดงในรูป. 1a, แผ่นกราไฟท์, แรมกระจายอัลตราโซนิกการดูแลรักษาให้ภูมิประเทศเดิมของแผ่นกราฟีนแผ่นที่มีความยาวกว่า 10 เมตรกระจายในแบบคู่ขนานกับการสะสมเคลือบพรุนสูงขึ้นในขณะที่กวน SM แบ่งแผ่นกราฟีน แผ่นกราฟีนหลายไมโครเมตรยาว. RAM uncompacted เสาชิ้นพรุนประมาณ 72% มากกว่า 60% เอสเอ็มขั้วไฟฟ้าสำหรับซิลิกอนสองปั่นป่วนแตกต่างนาโนแผ่นกราฟีนมีการนำอิเล็กทรอนิกส์ที่ดี ความสามารถการกระจายตัวของ RAM ช่วยให้แผ่น graphene มีความสมบูรณ์และประสิทธิภาพในการปั่นจักรยานที่ดี (รูปที่ 3a และ b)

รูปที่ 1 ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของอิเล็กโทรดที่ใช้ซิลิกอนภายใต้วิธีการกวนที่แตกต่างกันและความดันการบดอัด

จากนั้นพวกเขาศึกษาผลของการบดอัดในรูพรุนของอิเล็กโทรดและคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของความหนาแน่นแสดงในรูปที่ 1 หลังจากบดอัดสัณฐานของแผ่นกราฟีนและซิลิกอนไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่ความหนาแน่นมากขึ้นเคลือบ. การ ชิ้นขั้วถูกประดิษฐ์ขึ้นในเซลล์ครึ่งหนึ่งเพื่อทดสอบสมรรถนะทางเคมีไฟฟ้าจากรูปที่ 2 ว่า:

(1) เมื่อความดันการบดอัดเพิ่มขึ้นความพรุนของอิเลคโตรจะลดลงความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและปริมาตรที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้น

(2) ชิ้นส่วนไม่ใช่อัดเสาพรุน RAM ประมาณ 72% มากกว่า 60% ของเอสเอ็มอิเล็กโทร. รถบดและอิเล็กโทร RAM ยากขึ้นเป็นรูพรุน 35% ต้อง RAM อิเล็กโทรดดัน 15T / cm2 ตราบเท่าที่ชิ้นส่วนเสาและเอสเอ็ม 5T / cm2. นี้เป็นเรื่องยากที่จะทำให้เสียโฉมเพราะแผ่นกราฟีนที่ RAM ถือโครงสร้างชิ้น graphene แผ่นขั้วยากมากที่จะมีขนาดกะทัดรัด

(3) ตามปริมาณการขยายตัวได้เต็มที่ 193% ซิลิกา lithiated การคำนวณความจุปริมาณอัตราส่วน. 20T / cm2 บดลงไป 34% โดยปริมาตรมากกว่า 27% ของความจุ, RAM และ SM ขั้วพรุนสูงสุดตามลำดับสอดคล้องกับ 1300mAh ปริมาณความจุที่ระบุ / Cm3, 1400mAh / cm3

รูปที่ 2 ผลกระทบจากแรงอัดของแรงกดบน (a) อิเล็กโทรดเอสเอ็มอีและ (ข) ค่าความพรุน, ความหนาแน่นและปริมาตรของอิเล็กโทรด

ภาพที่ 3 ประสิทธิภาพของ cyclic ของขั้วไฟฟ้าที่ไม่ติดขัด

นอกจากนี้พวกเขายังพบว่าริ้วรอยกระชับชิ้นเสาสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพวงจร. บดอัดเสาชิ้นมีกาวอนุภาควัสดุที่ใช้งานอาจจะแตกภายใต้แรงเสียดทานระหว่างอนุภาคหรือแม้กระทั่งหมดพันธบัตรกาวตัวเองเพื่อให้มาก แผ่นเสื่อมเสถียรภาพแตกประสิทธิภาพวงจร (มะเดื่อ. 4a). และขั้นตอนการทำให้สุกจะอยู่ในชิ้นส่วนเสา 2 ถึง 3 วันที่ความชื้น 80% สำหรับในขั้นตอนนี้การโยกย้ายเครื่องผูกเกิดขึ้นดีกว่า การแพร่กระจายบนพื้นผิวของอนุภาควัสดุที่ใช้งานกอบกู้มากขึ้นเชื่อมต่อมากขึ้นอย่างมั่นคงนอกจากนี้การกัดกร่อนทองแดงสามารถเกิดขึ้นเมื่อบ่มฟอยล์ทองแดงที่มีเครื่องผูกในรูปแบบ Cu (OC (= O) -R) 2 ทางเคมีเพิ่มแรงผูกพัน ดังนั้นการเคลือบยับยั้งจะหลุดออกมาจากการรักษาริ้วรอยได้ดีขึ้นเสาเสถียรภาพชิ้นกระจายตัวและประสิทธิภาพการทำงานวงจร. - รถบด - สุกจุลภาคชิ้นเสาเปลี่ยนมุมมองแผนผังแสดงในรูปที่ 4c ผลในการบดอัดของการแตกหักเครื่องผูกการไหลเวียน เสถียรภาพจะลดลงและเมื่อตัวยึดเกาะมีการโยกย้ายในช่วงอายุการเชื่อมต่อจะถูกสร้างขึ้นโครงสร้างจุลภาคของชิ้นส่วนขั้วเปลี่ยนความเสถียรทางกลจะดีขึ้นและมีการปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจรที่สอดคล้องกัน

หากชิ้นเสาของการรักษาครั้งแรกริ้วรอยและจากนั้นอัดชิ้นเสาประสิทธิภาพวงจรที่ดีขึ้น แต่ผลที่ได้ไม่ได้อย่างมีนัยสำคัญ (มะเดื่อ. 4b). นี้เนื่องจากการเพิ่มขึ้นชิ้นเสาอายุเสถียรภาพ แต่แล้วทำลายรถบดและเหนียว การเชื่อมต่อของโบว์

รูปที่ 4 (a) (b) ผลกระทบของการอัดและการบ่มต่อสมรรถนะการปั่นจักรยานของขั้วไฟฟ้าและ (ค) การแสดงโครงสร้างทางจุลภาคในการอัดและการสุก

ดังนั้นสำหรับขั้วไฟฟ้าซิลิกอนเพื่อปรับปรุงลักษณะวงจรการขยายตัวของปริมาณกันชนของซิลิคอนชิ้นเสาเพื่อความพรุนสูง แต่เพื่อที่จะปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานปริมาตรอัดเสาชิ้นส่วนชิ้นส่วนเสาลดความหนาที่ต้องการในช่วงการรักษาริ้วรอยช่วยเพิ่มชิ้นเสา โครงสร้างจุลภาค