리튬 이온 전지의 진행을 강화하는 분리 재료 기술 비 에너지, 372mAh / g의 종래의 흑연 부극 재료 단지 이론적 특정 용량 및 360mAh / g에 대해 도달 변성 합성 흑연 재료의 현재 개수, 제한된 공간을 강화하기 위해 계속 . 오늘날 널리 SiOx로 두 카테고리의 Si-C 복합 재료를 포함하는 Si 계 재료를 선호하고, 실리콘-C 복합 기술의 승강되어 시장에 고용량 음극 재료로서, 실리콘-C 물질 세계를 지배 할 세계에서 타의 추종을 불허는 SI 기반 재료의 맥락에서 경향은, 학자의 대부분은 연구 및 같은 산화 주석, 탄소 및 질소 화합물 등의 MoS2의 같은 금속 황화물, 금속 산화물, 등의 대용량 재료의 개발을 포기하지 않았고, 오늘 우리는 창을 소개합니다 기본 합금 양극.
창 및 Si뿐만 아니라 몇 가지 전설적인 이야기의 말하기, 그렇지 않으면 오늘 우리는 칩 게르마늄 소재로 만들어 사용하는 것이 두려워, 올해 반도체 업계의 경쟁 Si 및 Ge, 실리콘 소재 단지 마지막 승리 동안 직면했다고한다. 창을 잃었다 반도체 위치하지만, 에너지 저장 위치의 필드에 현재 다운 빠른 수명 감소되도록, 또한 실리콘 체적 팽창과 같은 문제에 직면하고, 리튬의 과정에서 게르마늄, 게르마늄 무너져된다. 최근 웨이 상구 보통 대학 웨이 좋은 게르마늄 양자 도트하여 나노 탄소 섬유 복합 게르마늄 큰 부피 팽창 문제를 해결하기 위해 부정적으로 달성 1204mAh / g 가역 용량 (200mA / g의 전류 밀도), 87.1 % 100 사이클 용량 유지율 결과는 잡지 Nanoscale에 게재되었습니다.
Si를 음극 전체의 체적 팽창을 리튬 화 후에는 300 %까지, 분말의 팽창에 의한 음극, 및 Si-C 복합 닥터 웨이 웨이 게르마늄의이 경험 무 음극 어드레싱에서 일반적인 방법 인 나노 실리콘 입자를 감소시키기 위해, 혼합 미다 카본 나노 파이버 (공경 10 내지 150 ㎚), 리튬 삽입 전극 구조 원인 중 팽창 부피 게르마늄 좋은 해결책 중 4-7nm의 Ge 양자점의 크기의 전기 방사 손상, 사이클링 성능 게르마늄 부정적인를 향상시킬 수 있습니다.
다음 그림은 볼 수 CNFs 카본 나노 파이버 (도. A, B)과 SEM 화상의 게르마늄 / 탄소 나노 파이버 (무화과 C, D)를 나타내고,도 400-600nm에서 카본 나노 파이버의 미소 다공성 탄소 섬유의 내경. 약 10-150 nm의 미세하게 분산 된 Ge 양자점, 게르마늄 원소 분포 분석은 나노 탄소 섬유에서 발견 할 수는 게르마늄 / CNFs 독특한 구조는 재료의 우수한 전기 화학적 성능을 보장하기 위해 EDS에 의한 원소의 매우 균일 한 분포 .
재료 (아래) 가의 원소 분석 XPS를 사용하여, B도 게르마늄 차원에서 볼 수 있었다 위에 상기 화학 게르마늄 / CNFs 조성물 웨이 웨이 보 프레슬리를 분석하면 29.1eV에서 명확한 피크를 가진다 이 재료는 30.8eV 약한 피크가 약간 N 소자의 Ge 및 Ge-N 결합이 형성되어있는 것을 나타내는 음극에서의 Ge 존재하는 금속 상태임을 나타낸다. 다음 다이어그램 B있는 C 초 피크 284.6eV에서 강한 피크 2) 다음으로, N 요소 효과적으로 물질을 감소시킬 수있다 1) 바람직한 N 전자 임피던스 소자가 감소 될 수있다 이온 저항 재료 : 286.9eV CN 결합의 피크를 나타내는 반면 N 원소의 존재는 두 가지 이점이 존재할 것이다. 편광. 재료의 Ge 함유량 요소 강열 반응 (F 아래 참조)에 의해 얻을 수 있고, 시험의 Ge / CNFs 게르마늄 원소 물질의 함량이 약 40.6 % 인 것으로 나타났다.
다음 그림은 순환 전압 전류 재료 제, 리튬 삽입시 넓은 피크 전류의 게르마늄 / CNFs 결과 주로 0.5-0.0V 리튬 - 게르마늄 합금을 발생하고, 그 과정에서 릴리스 리튬 0.67V에서 발생한 피크 전류, 합금화 반응에 대응하는, 흑연 재료보다 훨씬 높은 1204mAh / g에 도달하기 위해 볼 수있는 재료의 가역 용량의 게르마늄 / CNFs 충 방전 곡선의 하부 패널 (B)을했지만, 또한 재료 주목 초기 비가역 용량은 577mAh / g, 단지 67.6 %의 초기 쿨롱 효율에 도달 하였다. 여러 가지 재료에 대한 사이클 성능 시험 결과를 아래 무화과 C (200mA / g, 100 사이클의 전류 밀도), 우리는도 창에서 볼 / CNFs 재료 나타내 우수한 사이클 특성, 용량 유지율이 100주기 87.2 %.
D는,도에서 알 수있는 다른 물질의도 성능 시험 결과의 배율 200, 1,000, 2,000 및 3천mA / g으로, 전류 밀도를 증가하고, 물질의 용량이 1,150, 1,050, 920 재생 도달 할 760mAh / g, 그는 매우 우수한 레이트 특성을 보였다.
게르마늄 계 음극과 Si 기판의 적용 박사 웨이 웨이 창을 전기 방사하여 균일 한 나노 카본 복합 섬유를 얻을 나노 같은 큰 부피 팽창 문제의 음극 대향 GE는 잘 리튬 삽입 체적 팽창 부극 억제 활성 물질의 구조에 대한 손상은, 탄소 섬유의 다공질 구조는, 리튬 이온의 확산 속도를 보장하는 재료의 속도 성능을 향상 시키지만, 그 결과는 또한 실리콘 체적 팽창을 해결하기 위해, 음극을위한 좋은 기준을 제공 할 수있다.
