Falando de Si negativo me lembra o gorila após a variação no teatro agressivamente recente blockbuster de Hollywood "monstro violento" em George, ele tem uma força impressionante, mas extremamente violento, até que a pessoa pode gerenciar parece . Si negativo como George após mutação, tem um poder tremendo, a capacidade teórica de materiais Si até 4200mAh / g (Li4.4Si), material de grafite é dez vezes ou mais, e ainda melhor do que o metal Li capacidade específica teórica (3800mAh / g) é ainda mais elevada, e materiais de intercalação de lítio Si e materiais de grafite são em proximidade, que chamado um material de eléctrodo negativo perfeito, mas um carácter negativo tais Si mas besta violenta, eléctrodo negativo Si no volume máximo de lítio, expansão de 300% ou mais de altura, não só vai fazer com que o pó de material activo próprias partículas, mas também danificar a estrutura do eléctrodo negativo, causando a perda de material activo, o que resulta em uma bateria de iões de lítio utilizando a capacidade de eléctrodo negativo de silício rápido declínio para baixo. precisamos de usar uma tal película O papel de Weiss nos ajuda a domar esse tipo de animal!
A expansão de volume da solução anódica de silício grande problema, principalmente por sobre vários meios: 1) foi misturado com um material de grafite, a utilização de menos volume de material de silício para absorver a expansão do volume de grafite expansível; 2) novo ligante, usando a nova ligante, para reduzir a expansão do volume de Si destruição eléctrodo negativo da estrutura, reduzindo a perda de substância activa; 3) novo agente condutor para o eléctrodo negativo mencionado silício grandes características de expansão, através da utilização de novos agentes condutores, tais como nanotubos de carbono é formado mais Uma rede condutora estável reduz os danos causados pela expansão do volume de Si à rede condutora e melhora o desempenho de ciclos das baterias usando eletrodos Si negativos.
Recentemente Dawei Li e Universidade outro chinês Xangai e a Universidade de Kentucky, que estudaram o alginato de sódio SA, Nafion e ligante de PVDF efeito sobre as propriedades mecânicas e as propriedades electroquímicas do Si negativo, o estudo constatou que a utilização de alginato de sódio e SA ácido perfluoro-sulf único para Si Si eléctrodo negativo utilizando o eléctrodo negativo em comparação com o PVDF adesiva, durante o ciclo para melhor manter a estabilidade da estrutura do eléctrodo, reduzindo a perda de substância activa, para melhorar o desempenho do ciclo do eléctrodo.
Ter análise mecânica diferente descobriram que a película adesiva SEI usando três eléctrodos têm a mesma composição, de modo que a razão principal DaweiLi diferentes propriedades electroquímicas de três tipos de factores que originam o adesivo é um eléctrodo utilizando três adesiva características para o adesivo de três (alginato de sódio SA, Nafion e PVDF) efeito sobre as propriedades mecânicas do eléctrodo, Dawei Li realizada utilizando eléctrodos revestidos de lítio única experiência, uma vez que a camada de material activo de lítio expansão do volume ocorre, a folha de Cu não se expande, provocando, assim, os eléctrodos de dobrar (como mostrado abaixo), de acordo com o grau de flexão do eléctrodo pode ser medido pelo tamanho da expansão do volume dos eléctrodos, a figura mostra um 30% de silício lítio fotos ânodo podemos ver a partir da FIG máximo eléctrodo de alginato de sódio flexão SA, usando o eléctrodo, o volume máximo de expansão de alginato de sódio, que é mais bem compreendida, três tipos do alginato de adesivo mais 'duro', de PVDF segundo volume, mais suave de ácido perfluoro-sulf único, eléctrodos de alginato de sódio conduz assim a uma maior expansão do volume. no entanto, a segunda expansão 'duro' lítio adesiva causada-PVDF, mas o menor e mais 'macio' completo Flúor Volume de ácido expansão ligante, mas mais elevada do que o ligante de PVDF, não satisfaz o nosso entendimento convencional, portanto, pode haver outros factores que afectam o volume de expansão do eléctrodo.
A figura seguinte mostra a variação de curvatura em três eléctrodos adesivas e a curva de carga-descarga dos eléctrodos de tensão nos três primeiros ciclos da curva (a expansão do volume de um grande curvatura maior significa), devido ao sistema de circulação usando 6h de lítio, em seguida, desligado eléctrodo de lítio 2V para o sistema, de modo que todos os eléctrodos têm a mesma capacidade, e por conseguinte, alterar a curvatura dos eléctrodos usando três adesivo comparável, a partir da FIG b podemos observar em que o alginato de sódio equipada SA volume de eléctrodo de lítio curvatura durante a expansão máxima, o uso de ácido perfluoro-sulfónico seguida por expansão do volume do eléctrodo, o volume de expansão do eléctrodo usando PVDF adesiva mínimo enquanto processo de lítio a partir do segundo e terceiro nós mudança encontrado não incorporado completamente Li prolapso no comando do processo, mas haverá uma porção do resíduo, assim, o terceiro eléctrodo está realmente equipado para a expansão do volume do lítio de lítio é maior do que a segunda, mas utilizando um adesivo de PVDF quando o terceiro eléctrodo de lítio eléctrodo, mas a menos do que um segundo expansão, Dawei Li isso indica que o ligante do eléctrodo de fenda PVDF tenha ocorrido, o eléctrodo da parte da tensão é libertada através dessas fissuras.
A figura seguinte mostra o eléctrodo, devido à alteração no volume do inserto de partículas de Si causadas pelo lítio alteração do processo (painel inferior, b) alteração (painel inferior um) e a porosidade do eléctrodo, que pode ver a partir da figura numa direcção da espessura, de lítio durante a variação do volume relativo do eléctrodo máxima usando PVDF como aglutinante, e a variação do volume relativo do eléctrodo adesivo de alginato de sódio SA mínimo, indicando que a intensidade mais elevada de alginato SA pode ser limitado a um certo ponto expansão de volume de partículas de Si, a manutenção da estabilidade da estrutura do eléctrodo, melhorando assim as características do ciclo do eléctrodo negativo de Si. a FIG b indica o eléctrodo negativo enquanto Si inserção de lítio e remoção de Li durante a grande variação de volume, mas a taxa de porosidade do eléctrodo é dificilmente mudar.
Um eléctrodo inferior usando três adesiva FIG módulo de elasticidade no estado de lítio diferente, nota-se a partir da fig equipado com aumentos de lítio, o eléctrodo negativo Si contendo um módulo de elasticidade é gradualmente reduzida No entanto Curiosamente processo módulo elástico delithiated o eléctrodo negativo Si não foi restaurada para o nível original, após delithiation módulo de elasticidade dos eléctrodos, mas torna-se ainda menor, Dawei Li considerada significativa em grande parte porque o eléctrodo de lítio em volume de depois da expansão é gerada na superfície do eléctrodo de muitas fendas abertas, o módulo de elasticidade do eléctrodo resultante é reduzida. isto pode ser confirmado a partir das imagens de SEM abaixo, a superfície do eléctrodo negativo Si grandes fendas apareceu na lítio, isto é estes porção de fenda stress pode ser libertado, de modo que o módulo de elasticidade do eléctrodo diminui.
A partir dos resultados experimentais acima, podemos encontrar um fenómeno estranho, o módulo de elasticidade do adesivo único a partir do seu ponto de vista, 'duro', ácido perfluoro-sulf o SA mais alginato mais 'macio', entre o dois de PVDF Entre aqueles, mas verificou-se que o módulo de elasticidade do adesivo, usando os três tipos de eléctrodos de visão, mas sim usa o módulo de elasticidade mínimo de ligante eléctrodo de PVDF, o eléctrodo que é feito de PVDF ligante mais macia e o módulo de elasticidade do eléctrodo mais macia compreende ligante ácido perfluoro-sulf único, na verdade, maior do que eléctrodos usando ligante de PVDF, que é um pouco estranho. para explicar este fenómeno, Dawei Li microscopia electrónica de varrimento das três eléctrodos para a observação, um aglutinante feito de PVDF encontrado maioria dos eléctrodos planos, quase não há fissuras antes do laço, e a superfície do eléctrodo utilizando SA ligante ácido perfluorossulfónico existem muitas rachas, mas após três ciclos depois, Dawei Li encontrado que os eléctrodos feito de PVDF ligante surgimento de um grande número de novas fissuras, mas sim o uso de SA e de Nafion ligante do eléctrodo não é muito nova fenda, Dawei Li área estatística representavam três rachadura eléctrodo A proporção da área total do eletrodo (como mostrado abaixo ) Verificou-se que um eléctrodo usando ligante de PVDF na fenda após a área ocupada por três ciclos aumentado mais do que 5 vezes, enquanto que a utilização de eléctrodos de SA e ligante alterações ácido perfluorossulfónico terá muito menor, isto é estes adicional fissuras, reduzindo o módulo de elasticidade do eléctrodo de PVDF ligante.
estudos Dawei Li mostram que as propriedades mecânicas do aglutinante seleccionado eléctrodo negativo Si ter um impacto significativo, SA ligante ácido perfluoro-sulf único e no caso em que o eléctrodo negativo Si está a enfrentar uma grande expansão de volume, mais capazes de manter um eléctrodo negativo Si integridade estrutural, reduzir a fissuração dos eléctrodos, reduzindo assim a perda de substância activa, para melhorar o desempenho do ciclo da bateria, o eléctrodo oposto é a utilização de ligante de PVDF produz um grande número de fissuras na superfície do ciclo de eléctrodo, destruindo, assim, a estrutura do eléctrodo integridade, resultando em perda de material activo, a destruição da rede condutora, resultando em pobre desempenho do ciclo da bateria.
