El aumento de la densidad de energía de las baterías de iones de litio sujetas eterno, se consigue de acuerdo a los requisitos de la relación de potencia objetivo Ministerio 2020 de la célula de iones de litio 300Wh / kg, la relación de la batería de iones de litio es inseparable de la energía para mejorar el progreso de la tecnología de materiales y procesos de producción el desarrollo de una cantidad de elevación del revestimiento es una forma efectiva para mejorar la densidad de energía de una batería de iones de litio, pero con el aumento de la cantidad de recubrimiento, se encuentra que las propiedades eléctricas de los iones de litio, en particular las características de velocidad y las características del ciclo mostraron disminuciones notables, las cuales principalmente porque el electrodo para una batería de iones de litio es principalmente una estructura porosa que consiste en partículas, en el que el complejo de poros, de alta tortuosidad, aumenta significativamente la resistencia Li + donde la difusión lo tanto, cómo al mismo tiempo levantar la cantidad de revestimiento para reducir la porosidad del electrodo la tortuosidad, la velocidad de difusión de ascensor Li + que es un problema en la producción de electrodos de espesor debe ser tratado.
Para resolver el problema de electrodo revestido de espesor, Yushu Hong equipo chino en la Universidad de Ciencia y Tecnología y profesor Yi Cui, de la Universidad de Stanford dio su respuesta. Los investigadores inspirado en la naturaleza estructura de conductos de árboles, se ha desarrollado un conducto vertical la estructura gruesa cátodo LCO, esta estructura puede reducir la tortuosidad de los poros del electrodo, lo que reduce la resistencia a la difusión Li + en el electrodo, de modo que en caso de una carga alta puede garantizarse el rendimiento de ciclo y el rendimiento tasa de la batería. en este con la ayuda de la tecnología, la cantidad de recubrimiento de LCO hasta 22.7mAh / g (equivalente a aproximadamente 160 mg / cm2), es de 4-5 veces el proceso tradicional, es de gran importancia para mejorar la energía específica de una batería de iones de litio.
Con el fin de obtener una estructura biónica electrodo LCO equipo Yushu Hong como plantilla Pinus sylvestris, Pinus sylvestris primera hoja de corte tiene un espesor de 1,5 mm, y después con amoníaco acuoso se disolvió lignina método madera conducto se disuelve a cabo para obtener una plantilla porosa uniforme (como se muestra en la figura b), entonces por LiNO3, LCO precursor sol 2. preparación de Co (NO3) 6H2O se sumergió en un ambiente de vacío en la plantilla del catéter, LCO y se seca para formar un gel precursor, y finalmente en un entorno de aire sinterización en 700 ℃ 2H, por un lado, de modo que la cristalización LCO, por otro lado para eliminar la plantilla de madera, g se puede ver en la figura, después de electrodo calcinación LCO retiene estructura porosa en la dirección vertical. con el fin de mejorar aún más el electrodo LCO carga, Yushu Hong equipo LCO precursor sol se sumergió en el proceso anteriormente descrito se repite (LCO-2 electrodo), la carga por unidad de área de la elevación casi se duplicó.
Para analizar el efecto del proceso de fabricación descrito anteriormente para la porosidad del electrodo y una tortuosidad, equipo Yushu Hong utilizando reconstrucción de exploración CT estructura electrodos de la técnica, en los que la figura a es un ordinario LCO electrodo de las figuras b LCO-1 electrodo una vez que el tiempo de inmersión LCO la figura c es LCO 2 LCO-electrodo se sumergió 2 veces. de la figura podemos ver un LCO LCO electrodo común por la acumulación de partículas es al azar, por lo que la estructura de poros del electrodo es complicada, porosidad tortuoso es relativamente alta (alrededor de 1,5), influencia de la velocidad de difusión de los iones de litio. el uso de LCO-1 LCO-2 que tiene una estructura vertical y método de la plantilla porosidad preparado, por lo tanto los electrodos de mayor porosidad, tortuosidad bajo (cercano a 1), en favor rápida difusión de Li +, actualización Rendimiento de tasa de electrodo super grueso.
Con el fin de verificar el rendimiento de LCO electrodos electroquímicos de la estructura del conducto vertical, Yushu Hong pila de botón equipo preparó utilizando las propiedades electroquímicas de los electrodos fueron probados bajo un resultado de la prueba de la figura 0.05C cargado a 4.25V, una tasa de descarga diferente, los resultados de punto de vista, el electrodo de proceso tradicional de LCO con el aumento de la ampliación, el rendimiento disminuye rápidamente (capacidad electrodo LCO donde los procesos de preparación convencionales desempeñan es de sólo 100mAh / g, muy por debajo del material de LCO normal, ya que no detalles específicos pequeña serie no se puede determinar razones), el diseño conducto vertical LCO-1, el rendimiento de LCO-tasa del electrodo 2 es significativamente mejor que el grupo de control. la figura suspensión b LCO una vez inmersos LCO-1 y el electrodo 2 se encuentra inmersa en el LCO suspensión LCO- capacidad de 2 electrodo por unidad de superficie bajo diferentes aumentos, aunque LCO-2 puede verse que la cantidad de recubrimiento de la batería aumentó significativamente (LCO-2 carga de al 0.05C 24.5mAh / cm2, LCO-1 de carga fue 13,3 mAh / cm2), la reducción de la porosidad, pero debido a la estructura del conducto vertical para reducir la tortuosidad de los poros, lo que mejora considerablemente el rendimiento tasa del electrodo, en casi toda la carga de aumento LCO-2 son dos LCO-1 es alrededor de los tiempos, mostrar verticales estructura de tubos bien puede mejorar el alto rendimiento tasa de la cantidad de recubrimiento del electrodo.
El rendimiento es también una carga rápida de la energía de la batería es un objetivo importante perseguido, bajo diferentes aumentos gráfico preparó usando procedimientos convencionales electrodo LCO Control y LCO-1 de electrodo que tiene una estructura de conducto vertical rendimiento de carga, en comparación con el procedimiento convencional para producir desde un punto de vista de la figura. electrodos LCO, la polarización de electrodo LCO-1 es pequeña durante la carga, y mayor capacidad, en diferente capacidad tasa de carga del electrodo de LCO-1 fueron significativamente mayores que LCO tecnología de preparación de electrodo convencional.
Bionic electrodo estructura LCO desarrollo Yushu Hong equipo logró en mejorar el área del electrodo de la carga por unidad de avances importantes tiene un significado importante en el desarrollo de batería de iones de alta energía específica de litio. Pero también notamos algunos problemas, como el grupo de control de procesos tradicionales LCO electrodo de ser pobre tasa de rendimiento, también jugó una capacidad muy baja, no ha sido bien explicado en el texto. en segundo lugar, en comparación con el grupo control, aunque LCO estructura de electrodos biomiméticos se ha mejorado en gran medida en el rendimiento de la tasa, Sin embargo, su capacidad a la tasa 1C era sólo aproximadamente 50% de la capacidad 0.05C mucho menor que actual de la batería de iones de litio comercial. en general, electrodo LCO Yushu Hong equipo estructura biónico desarrollado para mejorar el rendimiento electroquímico del electrodo de espesor es importante, pero la tecnología aún tiene que ser optimizado aún más, incluyendo la preparación y las propiedades electroquímicas de los electrodos, con el fin de mejorar su utilidad.
