लिथियम आयन बैटरी अनन्त विषय के ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के लिए मंत्रालय ने 2020 लिथियम आयन सेल 300Wh / किग्रा का लक्ष्य सत्ता अनुपात की आवश्यकताओं के अनुसार हासिल की है, लिथियम आयन बैटरी के अनुपात सामग्री प्रौद्योगिकी और उत्पादन प्रक्रियाओं की प्रगति को बढ़ाने के लिए ऊर्जा से अविभाज्य है कोटिंग की एक लिफ्ट राशि विकासशील एक लिथियम आयन बैटरी की ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए एक प्रभावी तरीका है, लेकिन कोटिंग की राशि की वृद्धि के साथ, हम पाते हैं कि लिथियम आयन के बिजली के गुणों, विशेष रूप से दर विशेषताओं और चक्र विशेषताओं उल्लेखनीय कम हो जाती है, पता चला है जो जिसका मुख्य कारण एक लिथियम आयन बैटरी के लिए इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से जिसमें ध्यान में लीन होना जटिल, उच्च टेढ़ा-मेढ़ापन, काफी ली + प्रतिरोध जहां प्रसार इस प्रकार, कैसे एक ही समय में कोटिंग राशि उठा इलेक्ट्रोड की सरंध्रता कम करने के लिए बढ़ जाती है कणों से मिलकर झरझरा संरचना, है कर्लिंग की डिग्री, ली की प्रसार दर में वृद्धि + इसमें एक समस्या है जो अति मोटी इलेक्ट्रोड के उत्पादन में हल होनी चाहिए।
मोटी लेपित इलेक्ट्रोड की समस्या को हल करने के लिए, विज्ञान और प्रौद्योगिकी और स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर यी कुई विश्वविद्यालय में युशू हाँग चीनी टीम अपना जवाब दिया। शोधकर्ताओं ने पेड़ों की प्रकृति नाली संरचना से प्रेरित, एक ऊर्ध्वाधर वाहिनी विकसित की है LCO मोटी कैथोड संरचना, इस संरचना इस में इलेक्ट्रोड के छिद्रों का टेढ़ा-मेढ़ापन कम कर सकते हैं,, इलेक्ट्रोड में ली + प्रसार प्रतिरोध को कम करने तो एक उच्च लोड के मामले में साइकिल चालन के प्रदर्शन और बैटरी की दर प्रदर्शन सुनिश्चित किया जा सकता है। तकनीक की मदद से, LCO अप 22.7mAh / जी (के बारे में 160mg / सेमी 2 के बराबर) की कोटिंग राशि,, 4-5 बार परंपरागत प्रक्रिया है एक लिथियम आयन बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा को बढ़ाने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
आदेश में एक टेम्पलेट Pinus sylvestris के रूप में एक बायोनिक संरचना LCO इलेक्ट्रोड युशू हाँग टीम प्राप्त करने के लिए, Pinus sylvestris पहले कटौती चादर 1.5 मिमी की मोटाई होने, और फिर जलीय अमोनिया भंग कर दिया गया विधि नाली लकड़ी लिग्निन बाहर भंग हो जाता है एक समान झरझरा टेम्पलेट प्राप्त करने के लिए (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है ख), तो LiNO3, LCO अग्रदूत सोल 2. सह (NO3) की तैयारी द्वारा 6H2O एक निर्वात वातावरण में कैथेटर टेम्पलेट, LCO में डूब और एक अग्रदूत साबित जेल बनाने के लिए सूखे गया था, और अंत में एक हवाई वातावरण में 700 ℃ 2 एच में sintering, एक हाथ पर इतना है कि LCO क्रिस्टलीकरण, दूसरे हाथ पर लकड़ी टेम्पलेट दूर करने के लिए, जी आंकड़े से देखा जा सकता है पकाना LCO इलेक्ट्रोड ऊर्ध्वाधर दिशा में झरझरा संरचना को बरकरार रखे हुए हैं। आगे LCO इलेक्ट्रोड बढ़ाने के लिए लोड हो रहा है, युशू हाँग टीम जाएगा LCO अग्रदूत सोल ऊपर वर्णित प्रक्रिया में डूब गया था दोहराया है (LCO -2 इलेक्ट्रोड), उठाने की प्रति इकाई क्षेत्र लोड लगभग दोगुना हो गया।
इलेक्ट्रोड सरंध्रता और टेढ़ा-मेढ़ापन, युशू हाँग टीम के लिए प्रभाव के ऊपर वर्णित निर्माण की प्रक्रिया का विश्लेषण करने के सीटी स्कैन तकनीक इलेक्ट्रोड संरचना पुनर्निर्माण का उपयोग कर, जिसमें चित्र एक एक बार LCO विसर्जन समय एक साधारण LCO इलेक्ट्रोड अंजीर ख LCO -1 इलेक्ट्रोड है अंजीर ग LCO 2 LCO इलेक्ट्रोड 2 बार डूब गया था। आंकड़े से हम कणों के संचय से एक आम इलेक्ट्रोड LCO LCO देख सकते हैं, यादृच्छिक है इसलिए इलेक्ट्रोड के ध्यान में लीन होना संरचना जटिल है, कुटिल सरंध्रता अपेक्षाकृत अधिक है (लगभग 1.5), लिथियम आयन के प्रसार दर के प्रभाव। LCO -1 LCO -2 के उपयोग के एक ऊर्ध्वाधर संरचना और सरंध्रता तैयार टेम्पलेट विधि, इलेक्ट्रोड इस प्रकार उच्च सरंध्रता होने, टेढ़ा-मेढ़ापन कम (1 के पास), ली + के पक्ष में तेजी से प्रसार में, उन्नयन सुपर मोटी इलेक्ट्रोड दर प्रदर्शन
आदेश खड़ी नाली संरचना के LCO विद्युत इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन की पुष्टि करने के लिए, युशू हाँग टीम बटन सेल इलेक्ट्रोड की विद्युत गुणों का उपयोग करके तैयार अंजीर 0.05C के परीक्षा परिणाम 4.25V, एक अलग निर्वहन दर, से परिणाम के लिए शुल्क लिया तहत परीक्षण किया गया दृष्टि, बढ़ती आवर्धन के साथ परंपरागत प्रक्रिया LCO इलेक्ट्रोड, प्रदर्शन तेजी से कम हो जाती है (LCO इलेक्ट्रोड क्षमता जहां पारंपरिक तैयारी प्रक्रियाओं खेलते हैं, अब तक सामान्य LCO सामग्री नीचे, केवल बारे में 100mAh / जी है के बाद से कोई विशिष्ट विवरण छोटी श्रृंखला निर्धारित नहीं किया जा सकता है कारणों), ऊर्ध्वाधर वाहिनी डिजाइन LCO -1, इलेक्ट्रोड 2 की LCO-दर प्रदर्शन में काफी नियंत्रण समूह की तुलना में बेहतर है। अंजीर ख LCO घोल एक बार LCO -1 डूबे और इलेक्ट्रोड 2 घोल LCO में डूब जाता है LCO- विभिन्न आवर्धन के तहत प्रति इकाई क्षेत्र 2 इलेक्ट्रोड क्षमता है, हालांकि LCO -2 में देखा जा सकता है कि बैटरी की कोटिंग राशि में काफी वृद्धि हुई की 0.05C 24.5mAh / सेमी 2 पर, LCO -1 लोड हो रहा है 13.3 था (LCO -2 लोड हो रहा है mAh / सेमी 2), कम सरंध्रता, लेकिन खड़ी नाली की संरचना की वजह से छिद्रों की टेढ़ा-मेढ़ापन कम करने के लिए, इस प्रकार बहुत इलेक्ट्रोड की दर के प्रदर्शन में सुधार, लगभग सभी आवर्धन लदान में LCO -2 दो LCO -1 समय के आसपास, ऊर्ध्वाधर दिखाने पाइप संरचना अच्छी तरह से इलेक्ट्रोड की कोटिंग राशि की उच्च दर के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।
प्रदर्शन भी बैटरी की शक्ति का तेजी से चार्ज किया जाता है अपनाई, विभिन्न आवर्धन के तहत एक महत्वपूर्ण लक्ष्य ग्राफ पारंपरिक प्रक्रियाओं नियंत्रण LCO इलेक्ट्रोड और एक ऊर्ध्वाधर नाली संरचना प्रदर्शन चार्ज होने LCO -1 इलेक्ट्रोड का उपयोग कर तैयार, अंजीर के देखने के एक बिंदु से उत्पादन के लिए पारंपरिक प्रक्रिया की तुलना में है। LCO इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण LCO -1 चार्ज करने के दौरान छोटा है, और उच्च क्षमता, इलेक्ट्रोड LCO -1 के विभिन्न चार्ज दर क्षमता पर पारंपरिक इलेक्ट्रोड तैयारी प्रौद्योगिकी LCO तुलना में काफी अधिक थे।
बायोनिक संरचना LCO इलेक्ट्रोड युशू हाँग टीम विकास प्रति यूनिट लोड महत्वपूर्ण प्रगति की इलेक्ट्रोड क्षेत्र में सुधार लाने में हासिल की लिथियम की उच्च विशिष्ट ऊर्जा आयन बैटरी विकास में महत्वपूर्ण महत्व है। लेकिन हम भी परंपरागत प्रक्रिया नियंत्रण समूह के रूप में कुछ समस्याएं, देखा LCO इलेक्ट्रोड केवल खराब प्रदर्शन दर, यह भी एक बहुत कम क्षमता खेला जाता है, यह अच्छी तरह से पाठ में नहीं समझाया गया है। दूसरे, नियंत्रण समूह की तुलना में, हालांकि LCO biomimetic इलेक्ट्रोड संरचना बहुत दर प्रदर्शन में सुधार किया गया है, सामान्य रूप में, LCO इलेक्ट्रोड युशू हाँग बायोनिक संरचना टीम इलेक्ट्रोड मोटी की विद्युत प्रदर्शन में सुधार करने के लिए विकसित हालांकि, 1C दर पर अपनी क्षमता लगभग 50% 0.05C क्षमता वर्तमान वाणिज्यिक लिथियम आयन बैटरी की तुलना में काफी कम थी। यह महत्वपूर्ण है, लेकिन तकनीक अभी भी आगे की तैयारी और इलेक्ट्रोड की विद्युत गुण सहित, अनुकूलित करने के क्रम इसकी उपयोगिता बढ़ाने के लिए, की जरूरत है।
