زيادة كثافة الطاقة من بطاريات ليثيوم أيون موضوع الأبدية، ويتحقق وفقا لمتطلبات وزارة 2020 نسبة القوة المستهدفة للخلية ليثيوم أيون 300Wh / كغ، ونسبة من بطارية ليثيوم أيون هو جزء لا يتجزأ من الطاقة لتعزيز التقدم في تكنولوجيا المواد وعمليات الإنتاج ووضع كمية الرفع من الطلاء هو وسيلة فعالة لتعزيز كثافة الطاقة من بطارية ليثيوم أيون، ولكن مع زيادة في كمية من الطلاء، نجد أن الخواص الكهربائية للأيونات الليثيوم، ولا سيما خصائص معدل وخصائص دورة أظهرت انخفاضا ملحوظا، التي ويرجع ذلك أساسا القطب للبطارية ليثيوم أيون هو في المقام الأول بنية مسامية تتكون من جزيئات، حيث مجمع المسام، وتعرج عالية، ويزيد بشكل كبير من مقاومة لي + حيث نشر هكذا، كيف في الوقت نفسه رفع كمية الطلاء للحد من المسامية من القطب درجة الشباك ، وزيادة معدل انتشار Li + في أنها مشكلة يجب حلها في إنتاج أقطاب سميكة جدا.
من أجل حل مشكلة الكهربائي المغلفة سميكة، يوشو كونغ الفريق الصيني في جامعة العلوم والتكنولوجيا وأستاذ يي كوي جامعة ستانفورد أعطى جوابه الباحثون مستوحاة من الطبيعة هيكل قناة الأشجار، وقد وضعت القناة الرأسي وLCO هيكل القطب السالب سميكة، ويمكن لهذا الهيكل تقليل تعرج من مسام القطب، مما يقلل من مقاومة نشر لي + في القطب، بحيث أنه في حالة تحميل عالية يمكن ضمان أداء الدراجات والأداء نسبة البطارية في هذه مع مساعدة من التكنولوجيا، وكمية الطلاء من LCO يصل 22.7mAh / ز (أي ما يعادل حوالي 160mg / CM2)، هو 4-5 مرات العملية التقليدية، له أهمية كبيرة لتعزيز طاقة محددة من بطارية ليثيوم أيون.
من أجل الحصول على بنية الكترونية LCO القطب يوشو كونغ فريق كقالب sylvestris صنوبر، sylvestris صنوبر أول ورقة قطع جود سمك 1.5mm، وثم الأمونيا مائي تم حل اللجنين طريقة قناة الخشب يذوب بها للحصول على قالب يسهل اختراقها موحد (كما هو موضح في الشكل ب)، ثم LiNO3، LCO السلائف سول 2. إعداد لشركة (NO3) كانت مغمورة 6H2O في بيئة فراغ في قالب القسطرة، LCO وتجفيفها لتشكيل مادة هلامية السلائف، وأخيرا في بيئة الهواء تلبد في 700 ℃ 2H، من جهة بحيث تبلور LCO، من ناحية أخرى لإزالة القالب الخشبي، ز يتبين من هذا الرقم، بعد يحتفظ تكليس LCO القطب بنية مسامية في الاتجاه الرأسي. من أجل تعزيز القطب LCO مع الحمل ، كرر فريق Yu Shuhong أيضا عملية المذاب سول سول (LCO-2) المذكورة أعلاه (LCO-2 electrode) ، مما أدى إلى زيادة الحمل في وحدة المساحة بمقدار الضعف تقريبا.
لتحليل تأثير عملية التصنيع المذكورة أعلاه لالمسامية القطب وتعرج، فريق يوشو كونغ باستخدام إعادة الإعمار الفحص بالاشعة المقطعية أقطاب تقنية هيكل، الذي الشكل وغير عادية LCO القطب التين ب LCO-1 القطب مرة واحدة وقت LCO الغمر FIG ج هي LCO 2 LCO القطب كان مغمورة 2 مرات. من الرقم يمكن أن نرى القطب المشترك LCO LCO عن تراكم الجزيئات هو عشوائي، وبالتالي فإن بنية المسام من القطب معقد، المسامية مضنية مرتفعة نسبيا (حوالي 1.5)، تأثير معدل انتشار أيونات الليثيوم. استخدام LCO-1 LCO-2 وجود الهيكل الرأسي والمسامية إعداد طريقة القالب، وبالتالي الأقطاب أعلى المسامية، تعرج منخفض (قريبة إلى 1)، لصالح الانتشار السريع لللي +، ورفع مستوى أداء فائقة السرعة الكهربائي.
من أجل التحقق من أداء LCO أقطاب الكهروكيميائية للهيكل قناة العمودي، يوشو كونغ خلية زر فريق أعدت باستخدام خصائص الكهروكيميائية من الأقطاب تم اختبارها تحت الاختبار نتيجة FIG 0.05C المحملة على 4.25V، وهو معدل تصريف مختلف، نتائج وجهة نظر، التقليدي القطب عملية LCO مع زيادة التكبير، انخفاض مستوى أداء بسرعة (قدرة القطب LCO حيث تلعب عمليات إعداد التقليدية ليست سوى حوالي 100MAH / ز، أقل بكثير من المواد LCO العادية، لأن أي تفاصيل محددة سلسلة صغيرة لا يمكن تحديده الأسباب)، وتصميم مجاري الهواء الرأسي LCO-1، والأداء معدل LCO من القطب 2 هو أفضل بكثير من السيطرة على المجموعة. FIG ب LCO الطين مغمورة مرة واحدة LCO-1 ومغمورة القطب 2 في LCO الطين LCO- سعة 2 القطب في وحدة المساحة تحت تكبير مختلفة، على الرغم من LCO-2 يمكن ملاحظة أن كمية الطلاء من البطارية بشكل ملحوظ (LCO-2 تحميل في 0.05C 24.5mAh / CM2، كان LCO-1 تحميل 13.3 ماه / CM2)، وانخفاض المسامية، ولكن نظرا لهيكل القناة الرأسية للحد من تعرج من المسام، وبالتالي تحسين الأداء بشكل كبير معدل من القطب، في معظم تحميل التكبير LCO-2 نوعان من LCO-1 في بعض الأحيان ، مع الإشارة إلى الوضع الرأسي هيكل الأنابيب يمكن أن تحسن أيضا أداء نسبة عالية من كمية الطلاء من القطب.
الأداء هو أيضا الشحن السريع للطاقة البطارية هو هدف مهم متابعتها، تحت تكبير مختلفة الرسم البياني أعدت باستخدام العمليات التقليدية القطب LCO تحكم وLCO-1 القطب وجود هيكل قناة الرأسي شحن الأداء، بالمقارنة مع العملية التقليدية لإنتاج من وجهة نظر من FIG. إن قطبي LCO الكهربائي و LCO-1 لهما استقطاب صغير أثناء عملية الشحن ولديهما قدرة أكبر ، كما أن قدرة القطب LCO-1 أعلى بكثير من قطب LCO الكهربائي الذي أعدته العملية التقليدية بمعدلات شحن مختلفة.
الكترونية هيكل LCO القطب يوشو كونغ فريق التطوير حققت في تحسين منطقة القطب من الحمل لكل وحدة تقدما هاما له دلالة مهمة في تنمية عالية بطارية أيون الليثيوم طاقة معينة. ولكن لاحظنا أيضا بعض المشاكل، والمجموعة الضابطة العملية التقليدية LCO الكهربائي فقط الفقراء معدل الأداء، لعبت أيضا قدرة منخفضة للغاية، فإنه لم يتم تفسيرها بشكل جيد في النص. وثانيا، مقارنة مع مجموعة السيطرة، على الرغم من LCO هيكل القطب بيوميمتيك قد شهدت تحسنا كبيرا في الأداء المعدل، ومع ذلك، فإن قدرتها على معدل 1C فقط حوالي 50٪ قدرة 0.05C أقل بكثير من بطارية ليثيوم أيون التجارية الحالية. بشكل عام، LCO القطب يوشو كونغ فريق بنية الكترونية وضعت لتحسين أداء الكهروكيميائية من القطب سميكة ومن المهم، ولكن هذه التكنولوجيا لا تزال بحاجة إلى مزيد من الأمثل، بما في ذلك إعداد وخصائص الكهروكيميائية من الأقطاب، من أجل تعزيز فائدتها.
