실리콘 부정적인 말하기 것은 조지 극장 적극적으로 최근 할리우드 블록버스터 "폭력적인 괴물 '의 변화 후 고릴라 생각 나게, 그 사람이 나타나는 관리 할 수있을 때까지, 눈에 띄는 힘을지지하지만, 매우 폭력 . 돌연변이 후 조지 같은 실리콘 네거티브 엄청난 힘을 가지고, 4200mAh / g (Li4.4Si)까지 실리콘 재료의 이론 용량은, 흑연 질 재료를 10 회 이상, 금속 리튬 이론 비 용량보다 더 좋은 (3800mAh 인 / g)이보다 높은, 그리고 리튬을 흡장 재료 Si 및 흑연 재료 근방에, 그것은 완전 음극 재료라고하지만, 이러한 실리콘 부정적인 문자하지만 강력한 짐승 리튬 최대 볼륨시 음극 300 %의 확장 이상의 높이 만 내려 실리콘 급감의 음극 용량을 사용하는 리튬 이온 전지에서 생성 된 활성 물질의 손실을 일으키는 활성 물질 분말은 입자 자체가 발생할뿐만 아니라, 음극의 구조를 손상하지 않을 것이다. 우리는 필름을 착용해야 그 역할 와이즈, 우리는 짐승을 길들이 도움이됩니다!
주로 대한 몇몇 수단에 의해 실리콘 양극 액 큰 문제의 체적 팽창 : 상기 새로운 사용하여 2) 신규 한 바인더는 1) 흑연 재료와 혼합은 실리콘 재료의 적은 양의 사용은 팽창 흑연의 체적 팽창을 흡수 할 바인더는, 활성 물질의 손실을 줄이고, 구조의 Si 음극 파괴의 체적 팽창을 감소시키기 위해, 3) 부극 한 실리콘 큰 팽창 특성에 대한 새로운 도전 제, 카본 나노 튜브와 같은 새로운 도전 제를 사용하여 더 형성되고 안정한 도전 네트워크가시의 체적 팽창이 상기 도전 네트워크에 의한 피해를 줄일시 음극 셀 사이클 특성을 향상시킬 수있다.
최근 부부장 리와 다른 중국 상하이 대학과 기계적 특성과 부정시의 전기 화학적 특성에 알긴산 나트륨 SA, 나 피온 (Nafion) 및 PVDF 바인더 효과를 연구 켄터키 대학, 연구는 발견 알긴산 나트륨과 SA의 사용 퍼플 루오로 술폰산의 Si 음극은 PVDF 접착제를 사용한 Si 음극과 비교하여 전극 구조의 안정성을 유지하고, 활물질의 손실을 줄이며, 전극의 사이클 성능을 향상시킨다.
다른 기계적 분석은 SEI 필름 접착제가 주원인 DaweiLi 접착을 일으키는 인자의 세 종류의 다른 전기 화학적 특성이 전극 세 접착제를 사용되도록 세 개의 전극이 동일한 조성을 가질 사용한 것을 발견 3 개 (알긴산 나트륨 SA 피온 및 PVDF) 전극의 기계적 특성에 영향을 접착 특성, 웨이 리 액티브 리튬 재료 층 때문에, 전극 코팅 리튬 번의 실험을 수행하여 체적 팽창이 구리 박 전극의 체적 팽창의 크기에 의해 계측 할 수있는 전극의 휨의 정도에 따라, 이와 같이 (아래 그림 참조), 전극이 구부러 일으키는 확장하지 않고, 발생 사진은 30 % 리튬 실리콘 양극 사진을 도시 우리는 SA 굴곡도 전극 알긴산 나트륨 최대에서 볼 수있는 전극을 사용하면 더 나은 PVDF의, 접착제 알긴산 세 종류의 대부분은 '비정상'알 알긴산 나트륨의 최대 팽창 량을 의미 하권, 부드러운 퍼플 루오로 설 폰산, 알긴산 나트륨 전극 이렇게 큰 부피 팽창으로 이끈다. 그러나, 두 번째 "하드"접착제 리튬 PVDF 인한 팽창하지만 작은 대부분 '소프트'풀 불소 볼륨 확장 산 바인더하지만 PVDF 바인더보다, 우리의 전통적인 이해에 부합하지 않기 때문에, 전극의 부피 팽창에 영향을 미치는 다른 요인이있을 수 있습니다.
다음 그림은 오프 리튬 6H을 이용 의한 순환 시스템에 세 접착제 전극의 곡률 변화 곡선의 제 3주기의 전압 전극의 충 방전 곡선 (큰 곡률이 큰 체적 팽창 수단)을 도시 리튬 - 2V 시스템이므로 모든 전극은 동일한 용량을 가지므로 3 개의 접착제를 사용하는 전극의 곡률은 다음 그림 b와 비슷합니다. 나트륨 알지네이트 SA를 사용하는 전극이 내장되어 있음을 확인할 수 있습니다 최대 팽창시 부피 곡률 리튬 극, 상기 전극의 체적 팽창 한 다음 퍼플 루오로 아세트산의 사용은, 상기 전극의 체적 팽창 리튬 프로세스 동안 두 번째 및 세 번째 우리 변화로 PVDF 최소한의 접착제를 사용하여 완전히 처리 담당 리 탈출증을 포함하지만, 이에 따라 제 3 전극 실제로 리튬 리튬의 체적 팽창에 끼워 잔류 부분, 제보다 높은있을 것이지만, 접착제 PVDF를 사용하지 발견 제 팽창보다 3 전극 리튬 전극하지만 이하가 웨이 리이 PVDF 균열의 전극 바인더가 발생했음을 나타낼 때, 스트레스의 전극 부분이 균열을 통해 방출된다.
다음 그림 인해 공정 변화 리튬 (하판 b) 변화 (하부 패널 A) 및 전극 기공에 의한 삽입시의 입자의 부피 변화에 전극을 나타내며, 우리는 두께 방향 리튬의 도면에서 알 수있는 이 공정에서 가장 큰 부피 변화율은 PVDF 접착제를 사용하는 전극이었고, 알긴산 나트륨 SA 접착제가있는 전극은 상대적 부피 변화율이 가장 작았으며, 이는 최고 강도의 알긴산 나트륨 SA가 어느 정도 제한 될 수 있음을 나타냅니다. 실리콘 입자의 체적 팽창도 (B)가 리튬 삽입 및 큰 부피 변화시 리튬의 제거하면서 Si를 음극을 나타낸다. 이에시 음극의 사이클 특성을 향상시키는 전극 구조의 안정성을 유지하지만, 전극 공극률이 거의 없다 변화가 일어났다.
그림 a는 서로 다른 리튬 인터 칼 레이션 상태의 3 개의 접착제가있는 전극의 탄성 계수를 보여줍니다. 그림에서 알 수 있듯이 리튬의 인터 칼 레이션이 증가함에 따라 Si가 함유 된 음극의 탄성 계수는 점차 감소합니다. 흥미롭게도 delithiation 과정에서 Si 음극의 탄성 계수는 원래의 수준으로 회복되지 않는다. delithiation 후, 전극의 탄성 계수는 더욱 작아진다. Dawei Li는 전극의 리튬이 삽입되는 주된 이유가 있다고 생각한다. 팽창 후, 전극의 표면에 많은 개재 균열이 발생하여 전극의 탄성률이 저하되며, 이는 또한 아래의 SEM 이미지로부터 확인할 수있다. 리튬 삽입 후 Si 음극 표면에 많은 크랙이있다. 균열은 응력의 일부를 방출하여 전극의 탄성 계수가 감소 할 수있다.
위의 실험 결과로부터 우리는 또한 이상한 현상을 발견 할 수있다. 접착제 자체의 탄성 계수의 관점에서 SA는 가장 '경질'이고, 퍼플 루오로 술폰산은 '연질'이고 PVDF는 2 사이이다. 그러나, 3 가지 유형의 바인더를 사용하는 전극의 탄성률의 관점에서, PVDF 바인더를 갖는 전극이 가장 낮은 탄성 계수를 갖는 것으로 나타났다. 즉, PVDF 바인더를 갖는 전극이 가장 연질이다. 그리고 부드러운 전극의 탄성률 약간 이상한 PVDF 바인더를 사용한 전극보다 실제로 더 높은 퍼플 루오로 카르 복실 산 결합제를 포함한다. 이러한 현상은 세 리 웨이 주 사형 전자 현미경을 설명 관찰에 전극, PVDF로 제조 된 바인더는 대부분 평탄한 전극 루프 전에 거의 크랙을 발견하고, 퍼플 루오로 술폰산 SA 바인더를 사용하여 전극 표면이 다수의 균열이 존재하지만, 3 개주기 후에 이후 웨이 리튬 전극 새로운 균열이 다수의 PVDF 바인더 출현했으나 SA 및 피온 전극 바인더 대신 사용은 많은 새로운 균열이없는 것으로, 웨이 리 통계 영역은 세 개의 전극 균열 차지 전극의 전체 면적의 비율 (아래 그림 참조) ) 3 사이클 후에 PVDF 바인더를 사용한 전극의 균열이 차지하는 면적은 5 배 이상 증가한 반면, SA 및 퍼플 루오로 술폰산 바인더를 사용한 전극 변화는 훨씬 작았으며, 이는 증가한 것으로 나타났다. 균열은 PVDF 바인더를 사용하여 전극의 탄성 계수를 감소시킵니다.
웨이 리 연구는 결합제의 기계적 특성에 현저한 영향 SA 퍼플 루오 산성 결합제를 갖는 경우에는 Si를 음극 음극 실리콘을 유지할 수 잘 큰 체적 팽창을 향하게된다시 음극 선택된 것을 보여준다 구조적 무결성, 따라서 활성 물질의 손실을 줄이고, 전극의 균열을 감소 전지의 사이클 특성을 향상시키기 위해, 대향 전극은 PVDF 바인더를 사용함으로써, 전극의 구조를 파괴 전극주기의 표면에 균열이 다수 발생 인 무결성, 활성 물질의 손실, 전도성 네트워크의 파괴로 인해 배터리의 사이클링 성능이 저하되었습니다.
