O aumento da densidade de energia de baterias de lítio sujeitos eterna, é conseguido de acordo com os requisitos do coeficiente de potência alvo Ministério 2020 da célula de iões de lítio 300Wh / kg, a razão entre a bateria de lítio é inseparável de energia para melhorar o progresso da tecnologia de materiais e processos de produção o desenvolvimento de uma quantidade elevador do revestimento é uma forma eficaz de aumentar a densidade de energia de uma bateria de iões de lítio, mas com o aumento da quantidade de revestimento, descobrimos que as propriedades eléctricas de iões lítio, em particular, as características da taxa e características do ciclo mostraram diminuições notáveis, onde principalmente por causa do eléctrodo para uma bateria de iões de lítio é essencialmente uma estrutura porosa que consiste de partículas, em que o complexo do poro, elevada tortuosidade, aumenta significativamente a resistência de Li + em que a difusão Assim, como ao mesmo tempo elevar a quantidade de revestimento, para reduzir a porosidade do eléctrodo a tortuosidade, a taxa de difusão de Li + elevador que é um problema na produção de eléctrodos de espessura deve ser endereçada.
Para resolver o problema do eletrodo revestido espesso, Yushu Hong equipe chinesa da Universidade de Ciência e Tecnologia e professor Yi Cui, da Universidade de Stanford deu sua resposta. Pesquisadores inspirada na natureza estrutura de canalização de árvores, desenvolveu uma conduta vertical a estrutura do cátodo de espessura LCO, esta estrutura pode reduzir a tortuosidade dos poros do eléctrodo, reduzindo a resistência à difusão Li + no eléctrodo, de modo que em caso de uma carga elevada pode ser assegurado o desempenho de ciclagem e o desempenho da taxa da bateria. neste com a ajuda da tecnologia, a quantidade de revestimento de LCO acima 22.7mAh / g (equivalente a cerca de 160 mg / cm2), é 4-5 vezes o processo tradicional, é de grande importância para aumentar a energia específica de uma bateria de iões de lítio.
A fim de obter uma estrutura biônico LCO eléctrodo equipa Yushu Hong como um modelo Pinus sylvestris, pinus sylvestris primeira folha de corte que tem uma espessura de 1,5 milímetros, e, em seguida, a amónia aquosa foi dissolvido método conduta de madeira de lenhina dissolvida, para se obter um molde poroso uniforme (como mostrado na FIG b), seguida por LiNO 3, LCO precursor sol 2. preparação de Co (NO3) 6H2O foi imersa num ambiente de vácuo no molde cateter, LCO e secou-se para formar um gel precursor, e, finalmente, num ambiente de ar sinterização em 700 ℃ 2h, por um lado, para que a cristalização LCO, por outro lado, para remover o molde de madeira, g pode ser visto a partir da figura, depois de eléctrodo calcinação LCO retenha a estrutura porosa na direcção vertical., a fim de aumentar ainda mais o eléctrodo LCO carregamento, Yushu Hong equipa vai LCO precursor sol foi imersa no processo acima descrito é repetido (LCO 2-eléctrodo), a carga por unidade de área do levantamento quase duplicou.
Para analisar o efeito do processo de fabrico acima descrito para a porosidade do eléctrodo e a tortuosidade, a equipa Yushu Hong utilizando anlise de TC de eléctrodos de estrutura técnica de reconstrução, em que A figura A é um LCO-1 eléctrodo comum LCO eléctrodo FIGS b uma vez que o tempo de imersão LCO FIG c é LCO 2 LCO-eléctrodo foi imersa 2 vezes. a partir da figura, podemos ver um LCO LCO comum eléctrodo pela acumulação de partículas é aleatório, de modo que a estrutura dos poros do eléctrodo é complicado, porosidade tortuosa é relativamente elevado (cerca de 1,5), influência da taxa de difusão de iões de lítio. o uso de LCO-1 LCO-2 possuindo uma estrutura vertical e porosidade preparado método modelo, os eléctrodos, assim, maior porosidade, tortuosidade baixo (perto de 1), a favor rápida difusão de Li +, actualização desempenho da taxa de eléctrodo de espessura.
A fim de verificar o desempenho de LCO eléctrodos electroquímicos da estrutura de conduta vertical, célula do botão equipa Yushu Hong preparados utilizando as propriedades electroquímicas dos eléctrodos foram testados sob um resultado de teste da FIG 0.05C carregada para 4.25V, uma taxa de descarga diferente, os resultados a partir de ponto de vista, o eléctrodo tradicional processo de LCO com o aumento da ampliação, o desempenho diminui rapidamente (capacidade eléctrodo LCO em que os processos convencionais de preparação de jogar é apenas cerca de 100mAh / g, muito abaixo do material LCO normal, uma vez que nenhum detalhes específicos pequenas séries não pode ser determinada razões), o desenho conduta vertical LCO-1, o desempenho LCO-taxa do eléctrodo 2 é significativamente melhor do que o grupo controlo. a figura lama b LCO uma vez imerso LCO-1 e o eléctrodo 2 é imerso na suspensão LCO LCO- capacidade de 2 por unidade de área de eléctrodo sob diferentes ampliações, embora LCO-2 pode ser visto que a quantidade de revestimento da bateria aumentou significativamente (LCO-2 de carga de pelo 0.05C 24.5mAh / cm2, LCO-1 de carregamento foi de 13,3 mAh / cm2), porosidade reduzida, mas, devido à estrutura da conduta vertical para reduzir a tortuosidade dos poros, melhorando assim, a taxa de desempenho do eléctrodo, em quase toda a carga ampliação LCO-2 são dois LCO-1 é em torno dos tempos, mostram verticais estrutura de tubo pode assim melhorar o desempenho da taxa alta da quantidade de revestimento do eléctrodo.
O desempenho é também carregamento rápido da energia da bateria é um importante objectivo prosseguido, sob diferentes ampliações gráfico preparados utilizando processos convencionais eléctrodo LCO Controlo e LCO-1 eléctrodo possuindo uma estrutura de conduta vertical, o carregamento de desempenho, em comparação com o processo convencional para a produção de um ponto de vista da FIG. eléctrodos LCO, a polarização do eléctrodo LCO-1 é pequeno, durante a carga, e uma capacidade mais elevada, a capacidade da velocidade de carga diferente do LCO-1 eléctrodo foram significativamente maiores do que o LCO tecnologia de preparação de eléctrodo convencional.
Bionic eletrodo estrutura LCO Yushu Hong desenvolvimento da equipe obtidos na melhoria da área do eletrodo de carga por unidade progresso importante tem um significado importante no desenvolvimento da bateria de iões de energia específica elevada de lítio. Mas também notamos alguns problemas, como o grupo de controle de processo tradicional LCO eléctrodo única taxa de desempenho pobre, também teve uma capacidade muito baixa, não foi bem explicado no texto. em segundo lugar, em comparação com o grupo de controlo, embora a estrutura do eléctrodo biomimética LCO foi muito melhorada na taxa de desempenho, no entanto, a sua capacidade a taxa de 1C foi apenas cerca de 50% da capacidade 0.05C muito menor do que a bateria de iões de lítio comerciais correntes. em geral, eléctrodo LCO Yushu Hong equipa estrutura biônico desenvolvido para melhorar a eficácia electroquímica do eléctrodo de espessura é importante, mas a tecnologia ainda necessita de ser ainda mais optimizado, incluindo a preparação e as propriedades electroquímicas dos eléctrodos, a fim de aumentar a sua utilidade.
