Aumentando la densità di energia di batterie al litio soggetti eterna, è realizzato secondo le esigenze del rapporto potenza desiderata Ministero 2020 cella litio-ione 300Wh / kg, il rapporto tra la batteria agli ioni di litio è inseparabile dalla energia per migliorare il progresso della tecnologia dei materiali e processi produttivi la sviluppare una quantità di alzata di rivestimento è un modo efficace per aumentare la densità di energia di una batteria agli ioni di litio, ma con l'aumento della quantità di rivestimento, troviamo che le proprietà elettriche di ioni di litio, in particolare le caratteristiche di tasso e caratteristiche del ciclo mostrato notevoli diminuzioni, che soprattutto perché l'elettrodo per una batteria agli ioni di litio è principalmente una struttura porosa costituita da particelle, in cui il complesso dei pori, elevata tortuosità, aumenta notevolmente la resistenza Li + dove diffusione Così, come allo stesso tempo sollevare la quantità di rivestimento per ridurre la porosità dell'elettrodo la tortuosità, la velocità di diffusione di Li + ascensore che è un problema nella produzione di elettrodi spessi deve essere affrontato.
Per risolvere il problema di elettrodo rivestito di spessore, Yushu Hong squadra cinese presso l'Università di Scienza e Tecnologia e professore Yi Cui della Stanford University ha dato la sua risposta. I ricercatori si ispira alla natura struttura condotto di alberi, ha sviluppato un condotto verticale la struttura spessa catodo LCO, questa struttura può ridurre la tortuosità dei pori dell'elettrodo, riducendo la resistenza alla diffusione Li + nell'elettrodo, in modo che in caso di un carico elevato può essere assicurato prestazioni ciclistiche e prestazioni prezzo del batteria. in questo con l'aiuto della tecnologia, la quantità di rivestimento di LCO fino 22.7mAh / g (equivalente a circa 160mg / cm2), è 4-5 volte il processo tradizionale, è di grande importanza per aumentare l'energia specifica di una batteria agli ioni di litio.
Al fine di ottenere una struttura di elettrodo bionico LCO Yushu Hong squadra come modello Pinus sylvestris, Pinus sylvestris primo foglio taglio avente uno spessore di 1,5 mm, e quindi ammoniaca acquosa è stata sciolta lignina legno condotto metodo viene disciolto ad ottenere un modello poroso uniforme (come mostrato in figura b), poi da LiNO3, LCO precursore sol 2. preparazione di Co (NO3) 6H2O è stato immerso in un ambiente sotto vuoto nel modello catetere, LCO ed essiccato per formare un gel precursore, e infine in un ambiente di aria sinterizzazione a 700 ℃ 2h, da un lato in modo che la cristallizzazione LCO, dall'altro per rimuovere il modello di legno, g si può vedere dalla figura, dopo elettrodo calcinazione LCO conserva struttura porosa in direzione verticale. al fine di migliorare ulteriormente l'elettrodo LCO Con il carico, il team di Yu Shuhong ha anche ripetuto il summenzionato processo LCO precursore soluto (elettrodo LCO-2), che ha aumentato il carico per unità di area di quasi il doppio.
Per analizzare l'effetto del processo di fabbricazione sopra descritto per elettrodo porosità e tortuosità, Yushu Hong squadra ricostruzione con TC tecnica elettrodi struttura, nella quale figura A è un ordinario LCO elettrodo figure b LCO-1 elettrodo volta tempo di immersione LCO la figura c è LCO 2 LCO-elettrodo è stato immerso 2 volte. dalla figura si può vedere un elettrodo comune LCO LCO dall'accumulo di particelle è casuale, così la struttura dei pori dell'elettrodo è complicata, porosità tortuoso è relativamente elevata (circa 1,5), influenza la velocità di diffusione di ioni di litio. l'uso di LCO-1 LCO-2 avente una struttura verticale e porosità preparati metodo template, gli elettrodi quindi maggiore porosità, tortuosità basso (prossimo a 1), in favore rapida diffusione di Li +, aggiornamento Prestazioni di elettrodi molto spesse.
Al fine di verificare le prestazioni del LCO elettrodi elettrochimici della struttura condotto verticale, Yushu Hong cellule del tasto squadra preparata utilizzando le proprietà elettrochimiche degli elettrodi sono stati testati in un risultato del test della figura 0.05C carico 4.25V, una portata diversa, risultati punto di vista, il tradizionale processo elettrodo LCO all'aumentare ingrandimento, prestazioni diminuisce rapidamente (capacità elettrodo LCO dove processi di preparazione convenzionali giocare è solo circa 100mAh / g, molto al di sotto della normale materiale LCO, poiché nessun dettagli specifici piccola serie non può essere determinato ragioni), il disegno del condotto verticale LCO-1, prestazioni LCO-rate dell'elettrodo 2 è significativamente migliore rispetto al gruppo di controllo. figura b LCO slurry volta immersi LCO-1 e l'elettrodo 2 è immersa nel LCO slurry LCO- capacità 2 elettrodo per unità di area sotto diversi ingrandimenti, anche se LCO-2 può notare che la quantità di rivestimento della batteria aumentato significativamente (LCO-2 di carico pari ad 0.05C 24.5mAh / cm2, LCO-1 caricano 13,3 mAh / cm2), ridotta porosità, ma a causa della struttura del condotto verticale per ridurre la tortuosità dei pori, migliorando notevolmente le prestazioni tasso dell'elettrodo, in quasi tutti ingrandimento loading LCO-2 sono due LCO-1 è A proposito di volte, indicando verticale Struttura tubo può anche migliorare le prestazioni ad alta frequenza della quantità di rivestimento dell'elettrodo.
Anche la prestazione rapida carica della batteria è un obiettivo importante svolto sotto diversi ingrandimenti grafico preparato usando processi convenzionali di controllo LCO elettrodo e LCO-1 elettrodo avente una struttura di condotto verticale prestazioni carica, rispetto al processo convenzionale di produzione dal punto di vista della fig. L'elettrodo LCO e l'elettrodo LCO-1 hanno poca polarizzazione durante la carica e la capacità è più elevata.La capacità dell'elettrodo LCO-1 è significativamente superiore a quella dell'elettrodo LCO preparato con processo tradizionale a differenti velocità di carica.
Bionico elettrodo struttura LCO squadra sviluppo Yushu Hong raggiunto nel migliorare la superficie degli elettrodi del carico unitario importante progresso è importante significato in alta specifico sviluppo batteria agli ioni di energia del litio. Ma anche notato alcuni problemi, come il gruppo di controllo di processo tradizionale LCO solo elettrodo tasso scarso rendimento, anche svolto una capacità molto bassa, ma non e 'stato ben spiegato nel testo. in secondo luogo, rispetto al gruppo di controllo, anche se LCO struttura elettrodica biomimetico è stata notevolmente migliorata in termini di prestazioni rate, Tuttavia, la sua capacità a 1C era solo circa il 50% della capacità 0.05C molto più basso di corrente della batteria agli ioni di litio commerciale. in generale, elettrodo LCO Yushu Hong squadra struttura bionico sviluppato per migliorare le prestazioni elettrochimica dell'elettrodo spessa È di grande importanza, ma questa tecnologia necessita ancora di ulteriore ottimizzazione, compreso il processo di preparazione e le prestazioni elettrochimiche dell'elettrodo, al fine di aumentarne la praticità.
