افزایش باتری یون لیتیوم است که نسبت قدرت انتقادی از مواد مثبت فعال، یک الکترود منفی، جریان اصلی نیکل بالا سه تایی مکتب کلاسیک جدید و NCA مواد فعلی، کربن سیلیکون مواد الکترود منفی قادر به تطبیق قابل ملاحظه دیدار 300Wh / کیلوگرم، حتی 350Wh / کیلوگرم بالا در باتری انرژی خاص تقاضا، اما به بیشتر افزایش انرژی خاص از باتری های لیتیوم یون به 400Wh / کیلوگرم، حتی 500Wh / کیلوگرم یا بیشتر، سیستم فعلی می تواند هر چیزی را انجام دهد. از سطح فعلی فنی، آند لیتیوم فلزی به نظر می رسد یک گزینه بسیار خوب است، آن ظرفیت خاص نظری 3860mAh / گرم، فلات ولتاژ -3.04V (در مقابل الکترود هیدروژن استاندارد) است، و هدایت الکتریکی بسیار عالی، مناسب به عنوان یک الکترود منفی از یک باتری لیتیوم یون است، آن است که سعی شده است، در یک یون لیتیوم قبل از تولد از یک باتری، باتری در بازار شیمیایی جهانی تعیین کرده است خاموش موج فلزی لیتیوم باتری ثانویه، اما در نهایت این تلاش در شکست به پایان رسید، به همین دلیل است که لی دندریت آند لیتیوم فلزی تولید شده در طی چرخه ممکن است به لیتیوم منجر اتصال کوتاه باتری یونی، منجر به مشکلات ایمنی جدی می شود.
به منظور حل این مشکل از دندریت لیتیوم مردم انجام داده اند مقدار زیادی از کار، از نظر الکترولیت، مصنوعی فیلم SEI، و همچنین تولید و رشد مکانیسم دندریت لی ساخته شده اند بسیاری از نتایج تحقیقات، که آن هم در مقاله قبلی ما بسیاری از گزارش. اخیرا Zhengyuan توو همکاران دانشگاه AL کرنل به وسیله الکترود فلز قلیایی منفی (لی، سدیم، و غیره) سپرده بر روی لایه قلع سطح آند فلز عنصری داشتن یک ساختار کامپوزیت ساخته شده، ساختار را می توان چنین که این الکترود لی + سطح انتشار سریع، در نتیجه به طور موثر مهار رشد دندریت لی، تا حد زیادی بهبود فلز از الکترود منفی از چرخه عمر باتری.
تهیه الکترود کامپوزیت Zhengyuan توو استخدام بسیار ساده است، علاوه بر این از برخی از نمک های فلزی قلع، در محلول الکترولیت مبتنی بر کربنات معمولی، در دمای محیط لی فلز سطح الکترود منفی از واکنش تبادل یونی می تواند به دست رسوب عنصر فلز هدف (تصویر بالا)، با اشاره به همین دلیل استفاده از قلع به عنوان یک عنصر هدف، Zhengyuan توو نشان دهنده به عنوان هدف فلز قلع انتخاب شد عمدتا به دلیل سرعت لی انتشار قلع در یک لی بسیار سریع و در Sn روند قرار دادن و استخراج اختلاف پتانسیل الکتریکی پایین تر از 500mV، لی تسهیل انتشار سریع از طریق لایه به فلز قلع لی الکترود منفی.
Zhengyuan توو متناوب امپدانس در حال حاضر از ابزار سپرده الکترود قلع لی منفی مورد بررسی قرار گرفت (نتایج در شکل نشان داده شده است ج)، c از شکل ما می توانید لی منفی امپدانس رابط الکترود بین قلع سپرده است کاهش واضح در کل لی وجود دارد امپدانس رابط بین الکترود منفی در اطراف 80W / cm2 به پس از رسوب 2um قلع امپدانس سطحی قطره به اطراف 25W / cm2 به، قطره بیش از سه برابر. علاوه بر این، ما همچنین اشاره کرد که سطح پشت لایه رسوب لی از قلع، و نه EIS اطلس نیم دایره اضافی، که بدان معنی است که سطح الکترود منفی لی و Sn هیچ مقاومت سطحی اضافی سپرده خواهد شد. لی فلز سطح الکترود منفی بود رسوب قلع از داده ها، امپدانس لی + EIS در رابط الکترود را افزایش نمی دهد، اما از آنجا که لایه قلع ترویج حضور لی + نفوذ در رابط کاربری، عمدتا به دلیل فلزی لی یک فلز بسیار واکنش پذیر است، حتی اگر تحت آرگون در سطح آن ذخیره خواهد شد رشد آهسته لایه اکسید است لایه ای از بی اثر، مانع لی + در تبادل مسئول در رابط، در حالی که سطح لایه لی سپرده شده است قلع مهار خوب از اکسیداسیون سطح الکترود لیتیوم منفی، در نتیجه کاهش امپدانس در رابط لی + انتشار است.
است د رابطه بین هدایت یونی و دمای الکترولیت با ضخامت های مختلف از لایه قلع در تماس با یک الکترود منفی لی است، لی دیده می شود که آند بالاترین هدایت 500nm ضخامت لایه قلع از شکل، و هدایت الکتریکی با افزایش دما همچنین افزایش قابل توجهی را نشان داد.
شکل زیر نشان قلع آبکاری الکترود منفی فلزی لی و الکترود منفی جریان لی voltammograms چرخه ای به طور کلی، ارز با استفاده از معادله تافل الکترود کشف رابط محاسبه شده است، ارز قلع لی الکترود کامپوزیت فعلی 7.5mA / cm2 به، می رسد به طور قابل توجهی بالاتر در الکترودهای لیتیوم معمولی فلز، این مطابق با نتایج قبلی ماست که از آزمایش EIS مطابقت دارد. حضور لایه Sn باعث کاهش مقاومت الکترود می شود و انتشار Li + در رابط الکترود را تسریع می کند.
شکل زیر نشان می دهد یک الکترود منفی و یک رسوب عادی لی، قلع لی فلزی لی آند در چگالی جریان از تصویر 4mA را / cm2 به، ما می توانیم الکترود منفی لی، قلع (در نیمه پایین تر از است.) در همان رابط است الکترود در طول رسوب لی بسیار صاف، بدون لی نسل دندریت، در مقایسه با لیتیوم معمولی سطح الکترود منفی در طول لی رسوب بسیار خشن می شود و شروع این روند همچنان ادامه سپرده دندریت لی. الکترود کامپوزیت لی، قلع در مهار نقش رشد لیتیوم دندریتها جنبه ممکن است توسط نتایج حاصل از سلول دکمه تست شده، ZhengyuanTu دو ورق یکسان ساخته شده از لی سلول سکه، شارژ مکرر و تخلیه، لی بررسی ویژگی های رشد دندریت دو الکترود منفی (پایین تر ادامه الکترود ج از نوع Li-قلع است، d مشترک الکترود است لی، یک تراکم جریان 3mA / cm2 به، شارژ و ظرفیت تخلیه 3mAh / cm2 به) است، ما می توانیم از نظر عادی لی در الکترود منفی پس از چرخه 50H را ببینید چرا که دندریت لیتیوم سوراخ سپتوم، باعث اتصال کوتاه در داخل باتری به طوری که افت ولتاژ باتری رخ می دهد، در حالی که لی، قلع ثبات چرخه باتری از 500h است، هیچ وقوع لی دندریت سوراخ سپتوم وجود دارد.
Zhengyuan توو از سلول کامل با آماده با استفاده از بالا الکترود لی، قلع و الکترود NCA، سلول کامل نیز نشان داد خواص دوچرخه سواری بسیار عالی پس از 300 چرخه نرخ حفظ ظرفیت بیش از 80٪، در حالی که عادی لی فلزی سلول الکترود منفی چون ده ها تن از چرخه پس از شکست اتصال کوتاه علاوه بر این از این مطالعه همچنین نشان داد که ZhengyuanTu قلع رسوب در سطح الکترود منفی می تواند سدیم نقش خوبی در سرکوب رشد دندریت بازی، بهبود چرخه عمر به طور قابل توجهی سدیم الکترود منفی باتری.
عنصر قلع داشتن توانایی به سرعت انتشار لی و مانند آن، اما به دلیل شارژ و دشارژ افزایش حجم فرآیند بیش از حد بزرگ، که در نتیجه ذرات پودر است و نمی تواند اعمال شود، Zhengyuan توو راه دیگری برای SN فلزی سپرده لی یا Na سطح الکترود منفی است، نه تنها استفاده کامل از قلع سریع لی را توانایی نفوذ به سرکوب از رشد دندریت لی، قلع و دلیل تماس مستقیم با لی فلز، و در نتیجه در دولت از لیتیوم غنی، افزایش حجم شدید رخ نمی دهد، در نتیجه ایجاد ثبات در رابط الکترولیت Sn-، کاهش SEI تخریب و بازسازی غشاء، تا حد زیادی افزایش فلز قلیایی لی، سدیم ثبات چرخه الکترود منفی، باز کرده است تا یک رویکرد جدید برای استفاده از باتری های لیتیوم فلزی.
