افزایش چگالی انرژی باتری های لیتیوم یون موضوع ابدی است، با توجه به الزامات نسبت قدرت هدف وزارت 2،020 از سلول های لیتیوم یون 300Wh / کیلوگرم به دست آورد، نسبت باتری لیتیوم یون جدا از انرژی است به منظور افزایش پیشرفت تکنولوژی مواد و فرآیندهای تولید در حال توسعه یک مقدار آسانسور پوشش یک راه موثر برای افزایش چگالی انرژی یک باتری لیتیوم یون است، اما با افزایش میزان پوشش، پیدا کنیم که خواص الکتریکی یونهای لیتیوم، به ویژه ویژگی های نرخ و ویژگی های چرخه کاهش قابل توجه، نشان داد که عمدتا به دلیل الکترود برای یک باتری لیتیوم-یون در درجه اول یک ساختار متخلخل متشکل از ذرات، در آن پیچیده منافذ، پیچ خوردگی بالا، به طور قابل توجهی مقاومت لی + که در آن نفوذ بنابراین، چگونه در همان زمان بلند مقدار پوشش برای کاهش تخلخل از الکترود را افزایش می دهد درجه انفجار، افزایش میزان انتشار Li + در آن یک مشکل است که باید در تولید الکترودهای ضخیم بسیار ضعیف حل شود.
برای حل مشکل الکترود پوشش داده شده ضخامت، تیم یوشو هنگ چین در دانشگاه علم و صنعت و استاد یی کوی دانشگاه استنفورد جواب او را داد. محققان با الهام از طبیعت ساختار مجرا درختان، توسعه داده است یک مجرای عمودی LCO ساختار کاتد ضخامت، این ساختار می تواند پیچ خوردگی از منافذ الکترود را کاهش دهد، کاهش مقاومت در برابر نفوذ لی + در الکترود، به طوری که در مورد یک بار بالا را می توان تضمین عملکرد دوچرخه سواری و عملکرد نرخ از باتری است. در این با کمک تکنولوژی، مقدار پوشش LCO تا 22.7mAh / گرم (معادل حدود 160mg / cm2 به)، 4-5 بار روند سنتی است، از اهمیت زیادی به منظور افزایش انرژی خاص از یک باتری لیتیوم یون.
به منظور بدست آوردن یک ساختار مصنوعی LCO الکترود تیم یوشو هنگ به عنوان یک الگو کاج sylvestris به، کاج sylvestris به اولین ورق برش داشتن ضخامت 1.5mm و سپس آمونیاک آبی حل شد لیگنین روش مجرا چوب به شکل محلول به دست آوردن یک قالب متخلخل یکنواخت (همچنانکه در شکل ب نشان داده شده است)، سپس با LiNO3، LCO پیش ساز سل 2. آماده سازی شرکت (NO3) 6H2O در یک محیط خلاء به قالب کاتتر، LCO غوطه ور شده و خشک شده به صورت یک ژل پیشرو، و در نهایت در یک محیط هوا پخت در 700 ℃ 2H، از یک سو به طوری که تبلور LCO، از سوی دیگر برای حذف قالب چوبی، گرم می توان از شکل دیده می شود، پس از الکترود تکلیس LCO ساختار متخلخل در جهت عمودی حفظ کرده است. به منظور افزایش بیشتر الکترود LCO در حال بارگذاری، تیم یوشو هنگ خواهد LCO پیش ساز سل در روند فوق، غوطه ور بود تکرار شده است (LCO-2 الکترود)، بار در واحد سطح از بلند کردن اجسام نزدیک به دو برابر شد.
برای تجزیه و تحلیل اثر فرآیند تولید در بالا شرح برای تخلخل الکترود و پیچ خوردگی، تیم یوشو هنگ استفاده از بازسازی سی تی اسکن ساختار الکترود روش، که در آن رقم معمولی LCO الکترود پیوست ب LCO-1 الکترود یک بار هم LCO غوطه ور است است ج LCO 2 LCO الکترود 2 بار غوطه ور شد. از شکل ما می توانیم یک LCO LCO الکترود مشترک توسط تجمع ذرات را ببینید تصادفی است، بنابراین ساختار منافذ الکترود پیچیده است، تخلخل پر پیچ و خم نسبتا بالا است (حدود 1.5)، تاثیر نرخ انتشار یونهای لیتیوم. استفاده از LCO-1 LCO-2 داشتن یک ساختار عمودی و روش الگوی تخلخل آماده، تخلخل در نتیجه الکترود بالاتر، پیچ خوردگی کم (نزدیک به 1)، به نفع انتشار سریع لی +، ارتقاء میزان عملکرد الکترود ضخیم.
به منظور بررسی عملکرد LCO الکترود الکتروشیمیایی از ساختار مجرای عمودی، یوشو هنگ سلول دکمه تیم آماده با استفاده از خواص الکتروشیمیایی الکترود زیر نتیجه آزمون از 0.05C است متهم به 4.25V، نرخ تخلیه مختلف، نتایج حاصل از آزمون قرار گرفتند نقطه نظر، الکترود روند LCO سنتی با افزایش بزرگنمایی، عملکرد سرعت کاهش می یابد (ظرفیت الکترود LCO که در آن فرایندهای آماده سازی سنتی بازی است تنها در مورد 100mAh / گرم، بسیار پایین تر از مواد LCO عادی، از آنجایی که هیچ اطلاعات خاصی سری کوچک را نمیتوان تعیین کرد دلایل)، طراحی مجرای عمودی LCO-1، عملکرد LCO نرخ الکترود 2 به طور قابل توجهی بهتر از گروه شاهد بود. ادامه دوغاب ب LCO یک بار LCO-1 غوطه ور و الکترود 2 در LCO دوغاب غوطه ور LCO- ظرفیت 2 الکترود در واحد سطح تحت بزرگنمایی های مختلف، اگر چه LCO-2 دیده می شود که مقدار پوشش باتری به طور قابل توجهی افزایش یافته است (LCO-2 بارگذاری در 0.05C 24.5mAh / cm2 به، LCO-1 در حال بارگذاری 13.3 بود میلی آمپر / cm2 به)، کاهش تخلخل، اما با توجه به ساختار مجرای عمودی به منظور کاهش پیچ خوردگی از منافذ، در نتیجه تا حد زیادی بهبود عملکرد نرخ الکترود، تقریبا در همه حال بارگذاری بزرگنمایی LCO-2 دو LCO-1 است درباره زمان، نشان دهنده عمودی است ساختار لوله به خوبی می تواند در بهبود عملکرد سرعت بالا از مقدار پوشش الکترود.
عملکرد نیز شارژ سریع باتری است یک هدف مهم پیگیری می کند، تحت بزرگنمایی های مختلف نمودار آماده با استفاده از فرآیندهای معمولی الکترود کنترل LCO و LCO-1 الکترود داشتن یک ساختار لوله عمودی شارژ عملکرد، نسبت به روند مرسوم برای تولید از یک نقطه نظر است. الکترود LCO، قطبش الکترود LCO-1 در طول شارژ کوچک است، و ظرفیت بالاتر، در ظرفیت نرخ اتهام مختلف الکترود LCO-1 به طور قابل توجهی بالاتر از معمولی LCO الکترود تکنولوژی آماده سازی بودند.
بیونیک الکترود ساختار LCO توسعه تیم یوشو هنگ به دست آمده در بهبود منطقه الکترود از بار هر واحد پیشرفت های مهم دارای اهمیت مهم در توسعه باتری یون انرژی بالا خاص از لیتیوم. اما همچنین متوجه برخی از مشکلات، به عنوان گروه کنترل فرآیند سنتی LCO تنها الکترود نرخ عملکرد ضعیف، همچنین بازی یک ظرفیت بسیار کم، آن است به خوبی در متن توضیح داده شده است. در مرحله دوم، در مقایسه با گروه شاهد، اگر چه LCO ساختار الکترود بیومیمتیک است تا حد زیادی در میزان عملکرد بهبود یافته است، با این حال، ظرفیت آن در نرخ 1C ظرفیت 0.05C تنها حدود 50 درصد بسیار پایین تر از باتری لیتیوم یون های تجاری فعلی بود. به طور کلی، LCO الکترود یوشو هنگ تیم ساختار بیونیک توسعه یافته برای بهبود عملکرد الکتروشیمیایی الکترود ضخیم این مهم است، اما این فن آوری هنوز هم باید بیشتر بهینه سازی شده، از جمله آماده سازی و خواص الکتروشیمیایی الکترود، به منظور افزایش سودمندی آن است.
