최근 몇 년 사이에, 새로운 에너지 차량을 위한 국가의 강한 지원과 더불어, 청결 하 고 무 공해 전기 차량 판매는 분출 성장을 달성 했다.
그러나, 실제적인 신청에 있는 현재 상업적인 리튬 이온 건전지 양극 물자 흑연은 300 ~ 340mah/g 수 용량을 서만 도달 하 고, 긴급 한 필요의 고성능 리튬 이온 건전지의 새로운 시장 사용자를 만나기에서 멀리 격상 시키기 곤란 했습니다. 그 결과, 점점 더 많은 사람들이 높은 에너지 밀도 배터리 재료를 개발 하기 위해 노력 하 고 있습니다.
실리콘 양극 물자는 그들의 더 높은 이론적인 수 용량 (3752mah/g), 환경 친절 및 저가를 위한 과학적인 연구원에 의해 호의를 보인다, 차세대 건전지 시스템의 주요 힘이 될 것으로 예상 되 고. 그러나, 실리콘 양극 물자의 연구 그리고 발달에 있는 지금도 많은 문제가 있다, 충전 및 방전 과정에서 실리콘의 부피 팽창 효과 등이 300%로 높고, 구조적 붕괴, 분말 및 기타 문제의 원인으로 서, 실리콘을 심각 하 게 제한 하는 리튬 이온 배터리 양극 재 개발 및 응용.
상기한 문제점을 해결 하기 위하여, 전극 반응에서 부피 팽창 효과를 억제 하 고 원소 실리콘의 전도성을 향상 시키는 것이 핵심 이다. 2이 관점에서, 샹 탄 대학의 왕 xianyu 그룹은 성공적으로 한 단계와 더블 레이어 코팅 중공 구형 si @ tio를 준비 했다.
@ c 양극 소재.
2▲ 그림 1 Si @ tio
(a) @ c 양극 재료의 제조 및 (b) 구조의 개략도 2이 일에서는, 빈 si 공은 템플렛 자유로운 방법 및 마그네슘 열 감소 과정에 의해 준비 되었다, 그 후에 빈 구형 hn-부 틸 타이타늄 및 포도 당을 가진 준비한, 부유한 기 공 구조 및 높은 안정성을 가진 si @ tio는 얻어진 다.
@ c 양극 소재.
2▲도 2 시오
2(a, d-f), Hn-si (b, g-i) 및 si @ tio
@ c (c, j-l)의 전자 현미경 다이어그램 2우선, 충전 및 방전 과정에서, 시 나노 공의 중공 구조는 거 대 한 부피 확장을 조절 할 수 있다; 둘째, 티 오
그것의 구조상 이점 때문에, 상기 쉘 층은 리튬 이온의 전송 속도를 증가 시킬 수 있다 (부피 팽창 율은 4%이 고), SI 활 물질의 부피 확장을 외측이 아닌 내부 캐비티에 더욱 결합 시킨다; 마지막으로, 외부 C 층은 복합체의 전도도 및 구조적 안정성을 더욱 향상 시킵니다.
상기 결과는 종래의 단일 층 클 래 딩 전략이 SI 양극 재의 큰 부피 팽창 효과에 직면 하 여 전극 물질의 구조적 안정성의 요구를 충족할 수 없음을 나타내고, 그리고 새로운 이중 클 래 딩-중공 전략은 부피 팽창 효과를 개량 하 고 실리콘의 전도도를 개량 하기 위하여 효과적입니다. 2결과는 2 층 안정성이 있는 중공 si @ tio를 마그네슘 열 환 원 방법 및 졸 겔 법에 의해 합성 하였다는 것을 나타내 었 다. @ c 나노 구면 양극 재, 0.2 a/g 전류 밀도, 0.01-2.5 v 작동 전압, 2557.1 mah/g 용량의 첫 번째 방전 비율, 86.06%의 쿨롱 효율. 21a/g의 전류 밀도에서 250 주기 후 Si @ tio
@ c 양극 재료의 가역 비율은 여전히 1270.3 mah/g. 클 래 딩이 없는 hn-si 음극 재의 첫 번째 방전은 2264mah/g 이지만, 쿨롱 효율은 67.3%에 불과 했습니다. 2이중 클 래 딩 중공 구조 디자인은 li +와 전자의 전송 경로를 단축할 수 있고, 부유한 기 공 구조는 또한 전해질의 가득 차 있는 침투를 승진 시킬 수 있고, 그것의 확대 성과를 개량 하 고, tio 조차 2쉘 및 C 층은 크게 Si @ tio를 개선
@ c 양극 재료의 구조적 안정성 및 전도도.
2▲ 그림 3 Si @ tio
@ c 양극 재료의 전기 화학적 특성의 특성화
2▲ 그림 4 Si @ tio
@ c (a) 작동 장치 개략도, (b) TEM 하에서 충 방전의 구조적 변화와 (c) 리튬 (리튬-브롬 화)의 개략도
▲도 5 순환 성능, 배율 성능 및 임피던스 분석
