लिथियम आयन बैटरी है कि सकारात्मक सक्रिय सामग्री, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड, वर्तमान मुख्यधारा उच्च निकल त्रिगुट एनसीएम और एनसीए सामग्री, सिलिकॉन कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के महत्वपूर्ण शक्ति अनुपात काफी हद तक मिलान करने में सक्षम को पूरा 300Wh / किग्रा बेहतर बनाएँ, यहां तक कि 350Wh / किग्रा उच्च विशिष्ट ऊर्जा बैटरी मांग, लेकिन आगे 400Wh / किग्रा, यहां तक कि 500Wh / किलो या अधिक करने के लिए लिथियम आयन बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा को बढ़ाने के लिए, मौजूदा प्रणाली कुछ नहीं कर सकते। वर्तमान तकनीकी स्तर से, लिथियम धातु एनोड एक बहुत अच्छा विकल्प हो रहा है, यह 3860mAh / जी की सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता, वोल्टेज पठार -3.04V (बनाम मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड) है, और उत्कृष्ट विद्युत चालकता है, एक लिथियम आयन बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में उपयुक्त है, यह कोशिश की नहीं किया गया नहीं है एक लिथियम आयन में एक बैटरी के जन्म से पहले, वैश्विक रासायनिक बाजार पर बैटरी धातु लिथियम माध्यमिक बैटरी की एक लहर बंद की स्थापना की है, लेकिन अंत में इस प्रयास विफलता में समाप्त हो गया, कारण यह है कि धातु लिथियम एनोड चक्र के दौरान पैदा होने वाली ली डेन्ड्राइट लिथियम को जन्म दे सकती है आयन बैटरी शॉर्ट सर्किट के अंदर, गंभीर सुरक्षा समस्याओं के होने।
लिथियम डेन्ड्राइट की समस्या को हल करने के लिए लोगों को इलेक्ट्रोलाइट के मामले में, बहुत काम किया है, कृत्रिम एसईआई फिल्म है, साथ ही ली डेन्ड्राइट की पीढ़ी और विकास तंत्र शोध परिणामों का एक बहुत है, जो हमारे पिछले लेख में भी है बना दिया है रिपोर्ट का एक बहुत। हाल ही में Zhengyuan Tu एट अल कॉर्नेल विश्वविद्यालय एक क्षार धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड से (ली, ना, आदि) सतह Sn परत पर जमा मौलिक धातु एक समग्र संरचना होने एनोड से बना है, संरचना इस तरह हो सकता है कि इलेक्ट्रोड ली + तेजी से प्रसार सतह, जिससे प्रभावी रूप से बाधा ली डेन्ड्राइट विकास, बहुत बैटरी चक्र जीवन के नकारात्मक इलेक्ट्रोड की धातु में सुधार।
समग्र इलेक्ट्रोड Zhengyuan मं कार्यरत तैयार बयान लक्ष्य धातु तत्व प्राप्त किया जा सकता आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया से Sn के कुछ धातु लवण, पारंपरिक कार्बोनेट आधारित इलेक्ट्रोलाइट समाधान में, परिवेश के तापमान ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर के अलावा द्वारा, बहुत सरल है (ऊपर दिखाया गया है), क्यों लक्ष्य तत्व के रूप में Sn के उपयोग, Zhengyuan Tu का प्रतिनिधित्व करता है 'Sn धातु लक्ष्य के रूप में चुना गया था की चर्चा करते हुए जिसका मुख्य कारण Sn में एक बहुत तेज और ली में Sn की ली प्रसार की गति डालने और विद्युत क्षमता अंतर 500mV की तुलना में कम निकालने, ली Sn ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड 'में परत के माध्यम से तेजी से प्रसार को सुविधाजनक बनाने की प्रक्रिया।
Zhengyuan Tu उपकरण जमा Sn ली नकारात्मक इलेक्ट्रोड विश्लेषण किया गया (परिणाम अंजीर ग में दिखाया जाता है) की वर्तमान प्रतिबाधा बारी, ग आंकड़े से हम जमा Sn के बीच ली नकारात्मक इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस प्रतिबाधा देख सकते हैं वहाँ सामान्य ली में एक स्पष्ट गिरावट आई है चारों ओर 80W / सेमी 2 के नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच इंटरफेस प्रतिबाधा, बयान 2um Sn इंटरफेसियल प्रतिबाधा के बाद चारों ओर 25W / सेमी 2, तीन से अधिक बार द्वारा ड्रॉप करने के लिए चला जाता है। इसके अलावा, हम यह भी कहा कि Sn की जमा ली परत के पीछे सतह, और नहीं EIS एटलस अतिरिक्त अर्धवृत्त, जिसका अर्थ है कि नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह ली और Sn कोई अतिरिक्त इंटरफेसियल प्रतिरोध जमा। ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह इलेक्ट्रोड इंटरफेस पर डेटा, ली + EIS प्रतिबाधा से Sn के बयान में वृद्धि नहीं था, लेकिन क्योंकि Sn परत अक्रिय की एक परत इंटरफेस पर ली + प्रसार की उपस्थिति बढ़ावा दे रहा है जिसका मुख्य कारण ली धातु एक बहुत प्रतिक्रियाशील धातु है, भले ही इसकी सतह में आर्गन के तहत संग्रहीत होगा धीमी गति से बढ़नेवाले जा ऑक्साइड परत,, बाधा ली + इंटरफेस पर आरोप विनिमय, जबकि ली परत की सतह लिथियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह के ऑक्सीकरण की Sn अच्छा निषेध जमा किया जाता है, जिससे इंटरफ़ेस ली + प्रसार बाहर पर प्रतिबाधा को कम करने में।
अंजीर घ आयन चालकता और एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड ली के साथ संपर्क में Sn परत का एक अलग मोटाई के साथ इलेक्ट्रोलाइट के तापमान के बीच संबंध है, ली कि एनोड उच्चतम चालकता 500nm मोटी Sn आंकड़े से परत, और तापमान बढ़ने के साथ विद्युत चालकता देखा जा सकता है भी एक महत्वपूर्ण वृद्धि देखी गई।
निम्न चित्र से पता चलता Sn चढ़ाना धातु ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड और ली चक्रीय voltammograms सामान्य, विनिमय वर्तमान Tafel समीकरण इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस खोज का उपयोग कर गणना की जाती है की नकारात्मक इलेक्ट्रोड, Sn-ली विनिमय वर्तमान समग्र इलेक्ट्रोड 7.5mA / सेमी 2, तक पहुँच जाता है काफी अधिक ली इलेक्ट्रोड है, जो पहले हमारे परीक्षण के परिणाम से प्राप्त होता है करने के लिए आम धातुओं EIS किया गया है, Sn परत की उपस्थिति, इलेक्ट्रोड अंतरफलक के प्रतिबाधा कम कर देता है इंटरफ़ेस में ली + प्रसार इलेक्ट्रोड में तेजी।
निम्न चित्र एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड और छवि 4mA / सेमी 2 के एक वर्तमान घनत्व में ली धातु ली एनोड की ली-Sn साधारण बयान से पता चलता है, हम कर सकते हैं ली के बयान के दौरान ली-Sn नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक ही अंजीर इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस में (अंजीर के निचले आधे। पर) बहुत चिकनी, कोई ली डेन्ड्राइट पीढ़ी, साधारण लिथियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह की तुलना में बाधा में ली बयान के दौरान बहुत किसी न किसी हो जाता है और शुरू हुआ प्रक्रिया जमा ली डेन्ड्राइट जारी है। ली-Sn समग्र इलेक्ट्रोड लिथियम के विकास की भूमिका डेन्ड्राइट पहलुओं, ZhengyuanTu दो समान ली सिक्का सेल, बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज के बने चादरें, ली दो नकारात्मक इलेक्ट्रोड डेन्ड्राइट विकास की विशेषताओं की पुष्टि परीक्षण बटन सेल के परिणामों के द्वारा सत्यापित किया जा सकता है (कम अंजीर इलेक्ट्रोड ग एक ली-Sn है, घ अंजीर ली इलेक्ट्रोड, 3mA / सेमी 2, प्रभारी और 3mAh / सेमी 2 के निर्वहन क्षमता) के एक वर्तमान घनत्व है, हम 50 एच चक्र के बाद नकारात्मक इलेक्ट्रोड में अंजीर साधारण ली से देख सकते हैं क्योंकि लिथियम डेन्ड्राइट पट में घुसा, बैटरी के भीतर एक शॉर्ट सर्किट के कारण तो यह है कि बैटरी वोल्टेज डुबकी होता है, जबकि ली-Sn 500h से बैटरी चक्र स्थिरता, वहाँ डेन्ड्राइट पियर्स पट ली की कोई घटना है।
पूर्ण सेल के Zhengyuan मं, का उपयोग करते हुए ली-Sn इलेक्ट्रोड और एनसीए इलेक्ट्रोड से ऊपर, पूर्ण सेल भी एक बहुत उत्कृष्ट साइकिल चालन गुण 300 चक्र 80% से अधिक की क्षमता प्रतिधारण दर के बाद पता चला है तैयार के साथ, जबकि साधारण ली धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सेल क्योंकि अध्ययन के अलावा के शॉर्ट सर्किट की विफलता के बाद चक्र के दर्जनों भी पता चला कि ZhengyuanTu Sn नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर जमा ना, डेन्ड्राइट विकास को दबाने में एक अच्छा भूमिका निभाते हैं बैटरी की काफी ना नकारात्मक इलेक्ट्रोड चक्र जीवन में सुधार हो सकता है।
Sn तत्व ली प्रसार और की तरह उपवास रखने की क्षमता होने, लेकिन क्योंकि आरोप-प्रवाह प्रक्रिया मात्रा विस्तार बहुत बड़ी है, जिसके परिणामस्वरूप कणों पाउडर है और लागू नहीं किया जा सकता है, Zhengyuan मं एक और तरीका जमा धातु ली या ना नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह एस.एन. के लिए है, न केवल Sn तेजी से ली का पूरा उपयोग कर प्रसार डेन्ड्राइट ली, Sn के विकास को दबाने के लिए और क्योंकि ली धातु, और इस तरह के साथ सीधे संपर्क ली-अमीर, तीव्र मात्रा विस्तार के राज्य में किया गया है नहीं होती है, जिससे, Sn- इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस स्थिर एसईआई को कम करने की क्षमता विनाश और झिल्ली के पुनर्निर्माण, बहुत क्षार धातु ली, नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ना चक्र स्थिरता, धातु ली बैटरी के आवेदन के लिए एक नया दृष्टिकोण खोल दी है बढ़ाने के लिए।
