เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเรื่องนิรันดร์จะประสบความสำเร็จตามความต้องการของอัตราส่วนพลังงานเป้าหมายกระทรวง 2,020 ของเซลล์ลิเธียมไอออน 300Wh / กิโลกรัมอัตราส่วนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่แยกออกจากพลังงานเพื่อเสริมสร้างความก้าวหน้าของเทคโนโลยีวัสดุและกระบวนการผลิต พัฒนาเป็นจำนวนเงินที่ยกของสารเคลือบผิวเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่มีการเพิ่มขึ้นของจำนวนเงินของสารเคลือบผิวที่เราพบว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าของลิเธียมไอออนโดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะอัตราและลักษณะวงจรแสดงให้เห็นว่าการลดลงที่น่าทึ่งซึ่ง ส่วนใหญ่เป็นเพราะขั้วไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นหลักโครงสร้างรูพรุนที่ประกอบด้วยอนุภาคประเด็นที่ซับซ้อนรูขุมขนคดเคี้ยวสูงอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มความต้านทาน Li + ที่แพร่ดังนั้นวิธีการในเวลาเดียวกันยกจำนวนเงินที่เคลือบเพื่อลดความพรุนของขั้วไฟฟ้า ระดับการดัดผมเพิ่มอัตราการแพร่ของ Li + เป็นปัญหาที่ต้องแก้ไขในการผลิตขั้วไฟฟ้าที่มีความหนาสูง
สำหรับการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรดที่เคลือบหนา Yushu ฮ่องกงทีมจีนที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและอาจารย์ Yi Cui ของมหาวิทยาลัยสแตนฟอให้คำตอบของเขา. นักวิจัยแรงบันดาลใจจากโครงสร้างท่อธรรมชาติของต้นไม้ได้มีการพัฒนาท่อแนวตั้ง โครงสร้างแคโทดหนา LCO โครงสร้างนี้สามารถลดคดเคี้ยวของรูขุมขนของอิเล็กโทรดที่ช่วยลดความต้านทานการแพร่ Li + ในขั้วไฟฟ้าเพื่อที่ว่าในกรณีที่มีการโหลดสูงสามารถมั่นใจประสิทธิภาพการขี่จักรยานและประสิทธิภาพการทำงานอัตราของแบตเตอรี่. ในครั้งนี้ ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีที่จำนวนเงินที่เคลือบ LCO ขึ้น 22.7mAh / g (เทียบเท่ากับประมาณ 160mg / cm2) เป็น 4-5 ครั้งต่อกระบวนการแบบดั้งเดิมมีความสำคัญมากในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เฉพาะเจาะจงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
เพื่อให้ได้โครงสร้างไบโอนิค LCO อิเล็กโทรดทีม Yushu ฮ่องกงเป็นแม่แบบปินัส sylvestris, Pinus sylvestris แผ่นตัดครั้งแรกมีความหนา 1.5 มมแล้วแอมโมเนียน้ำถูกกลืนหายไปลิกนินวิธีท่อไม้จะละลายออกมาเพื่อให้ได้แม่แบบมีรูพรุนเครื่องแบบ (ดังแสดงในรูปข) แล้วโดย LiNO3, LCO ปูชนียบุคคลโซล 2. การเตรียมการของ Co (NO3) 6H2O ถูกแช่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่สูญญากาศเข้าไปในสายสวนแม่ LCO และแห้งในรูปแบบเจลสารตั้งต้นและในที่สุดก็อยู่ในสภาพแวดล้อมอากาศ การเผาใน 700 ℃ 2h บนมือข้างหนึ่งเพื่อให้ตกผลึก LCO บนมืออื่น ๆ ที่จะเอาแม่แบบไม้กรัมสามารถมองเห็นได้จากตัวเลขหลังจากอิเล็กโทรเผา LCO ยังคงมีโครงสร้างที่มีรูพรุนในทิศทางแนวตั้ง. เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการอิเล็กโทร LCO เมื่อมีการโหลดทีมของ Yu Shuhong ได้ทำซ้ำขั้นตอนการละลายของสารตั้งต้น (LCO-2 electrode) ของ LCO ซึ่งทำให้ภาระการบรรทุกต่อหน่วยเพิ่มขึ้นเกือบเท่าตัว
สำหรับการวิเคราะห์กระบวนการผลิตข้างต้นอธิบายสำหรับพรุนอิเล็กและคดเคี้ยวทีม Yushu ฮ่องกงใช้ CT สแกนขั้วไฟฟ้าถูกเปลี่ยนแปลงที่รูปคือการ LCO สามัญอิเล็กโทรมะเดื่อข LCO-1 อิเล็กโทรครั้งเดียว LCO แช่ มะเดื่อ c คือ LCO 2 LCO อิเล็กโทรถูกแช่ 2 ครั้ง. จากรูปที่เราสามารถมองเห็นขั้วไฟฟ้าทั่วไป LCO LCO จากการสะสมของอนุภาคเป็นแบบสุ่มเพื่อให้โครงสร้างรูพรุนของอิเล็กโทรดที่มีความซับซ้อนพรุนคดเคี้ยวค่อนข้างสูง (ประมาณ 1.5) อิทธิพลของอัตราการแพร่กระจายของลิเธียมไอออน. ใช้ LCO-1 LCO-2 มีโครงสร้างแนวตั้งและความพรุนเตรียมวิธีเทมเพลตพรุนขั้วไฟฟ้าจึงสูงขึ้นคดเคี้ยวต่ำ (ใกล้เคียงกับที่ 1) ในการสนับสนุนการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของ Li + อัพเกรด ประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดที่มีความหนาสูง
เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานของ LCO ขั้วไฟฟ้าของโครงสร้างท่อแนวตั้ง, Yushu ฮ่องกงปุ่มเซลล์ทีมเตรียมใช้คุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าที่ถูกทดสอบภายใต้ผลการทดสอบของมะเดื่อ 0.05C ค่าใช้จ่ายใน 4.25V, อัตราการไหลที่แตกต่างกันผลที่ได้จาก มุมมองของอิเล็กโทรดกระบวนการ LCO แบบดั้งเดิมที่มีการขยายเพิ่มขึ้นประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างรวดเร็ว (ความจุอิเล็กโทร LCO ที่กระบวนการเตรียมการชุมนุมเล่นเป็นเพียงประมาณ 100mAh / g ต่ำกว่าวัสดุ LCO ปกติเนื่องจากไม่มีรายละเอียดเฉพาะชุดขนาดเล็กที่ไม่สามารถกำหนดได้ เหตุผล) การออกแบบท่อแนวตั้ง LCO-1, ประสิทธิภาพ LCO อัตราของอิเล็กโทรด 2 เป็นอย่างดีกว่ากลุ่มควบคุม. มะเดื่อข LCO สารละลายครั้งเดียวแช่ LCO-1 และอิเล็กโทรด 2 จะแช่อยู่ในสารละลาย LCO LCO- ความจุ 2 ขั้วไฟฟ้าต่อหน่วยพื้นที่ภายใต้กำลังขยายที่แตกต่างกันแม้ว่า LCO-2 จะเห็นได้ว่าจำนวนเงินที่เคลือบของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (LCO-2 โหลดที่ 0.05C 24.5mAh / cm2, LCO-1 โหลดเป็น 13.3 มิลลิแอมป์ / cm2) ลดความพรุน แต่เนื่องจากโครงสร้างของท่อในแนวตั้งเพื่อลดคดเคี้ยวของรูขุมขนจึงยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการไฟฟ้าในเกือบทุกโหลดขยาย LCO-2 มีสอง LCO-1 รอบครั้งที่แสดงในแนวตั้ง โครงสร้างท่อดีสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพอัตราที่สูงของจำนวนเงินที่เคลือบขั้วไฟฟ้า
ผลการดำเนินงานนอกจากนี้ยังมีการชาร์จอย่างรวดเร็วของการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เป็นเป้าหมายที่สำคัญไล่ภายใต้กำลังขยายที่แตกต่างกันกราฟเตรียมใช้กระบวนการแบบเดิมขั้วไฟฟ้าควบคุม LCO และ LCO-1 อิเล็กโทรดมีโครงสร้างท่อแนวตั้งชาร์จประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับกระบวนการธรรมดาสำหรับการผลิตจากมุมมองของมะเดื่อ ขั้วไฟฟ้า LCO ขั้วขั้ว LCO-1 ที่มีขนาดเล็กในระหว่างการชาร์จและกำลังการผลิตที่สูงขึ้นที่ความจุอัตราค่าใช้จ่ายแตกต่างกันของขั้วไฟฟ้า LCO-1 สูงกว่า LCO เทคโนโลยีอิเล็กโทรดเตรียมการชุมนุมอย่างมีนัยสำคัญได้
ไบโอนิคโครงสร้าง LCO อิเล็กโทร Yushu Hong พัฒนาทีมงานที่ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงพื้นที่ขั้วไฟฟ้าของโหลดต่อหน่วยความคืบหน้าสำคัญมีความสำคัญสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่พลังงานไอออนสูงที่เฉพาะเจาะจงของลิเธียม. แต่เรายังพบปัญหาบางอย่างเช่นกลุ่มควบคุมกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม LCO ขั้วไฟฟ้าเพียงอัตราประสิทธิภาพที่ดียังเล่นความจุที่ต่ำมากก็ไม่ได้รับการอธิบายอย่างดีในข้อความ. ประการที่สองเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมแม้ว่าโครงสร้างอิเล็กโทร LCO biomimetic ได้รับการปรับปรุงอย่างมากในการทำงานอัตรา อย่างไรก็ตามความสามารถของตนในอัตรา 1C เป็นความจุ 0.05C เพียงประมาณ 50% ต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน. ทั่วไป LCO อิเล็กโทร Yushu ฮ่องกงทีมโครงสร้างไบโอนิคได้รับการพัฒนาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการไฟฟ้าอิเล็กโทรดหนา มันเป็นสิ่งสำคัญ แต่เทคโนโลยียังคงต้องการที่จะเพิ่มประสิทธิภาพต่อไปรวมทั้งการเตรียมการและไฟฟ้าคุณสมบัติของขั้วไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในประโยชน์ของมัน
