En tant que méthode de stockage d'énergie à haute densité la plus aboutie et la plus fiable, elle a placé tous les espoirs dans le développement de véhicules électriques afin de promouvoir le développement des véhicules électriques. L'énergie spécifique doit être appliquée à des matériaux ternaires à haute teneur en nickel et à des matériaux anodiques en composite silicium-carbone, avec la lente augmentation actuelle de la capacité des matériaux cathodiques. Cependant, le matériau silicium-carbone subira une expansion volumineuse pendant le processus d’intercalation du lithium, ce qui provoquera une pulvérisation de particules et des dommages à la structure des électrodes. Système matériel
L'élément B est l'un des élément le plus léger, capable de former un alliage avec Li, qui est la capacité théorique maximale de 12395mAh / g (alliage formé Li5B), mais seulement l'élément d'alliage B capable de réagir avec des atomes de Li dans l'état, un élémentaire classique B et de l'oxyde B sont difficiles à réagir avec Li, l'élément B n'a donc subi moins d'attention. pour résoudre ce problème, l'Institut de Shanghai de silicate WujieDong (premier auteur), FuqiangHuang (auteur correspondant) tente de B élément Fe dispersé dans la formation d'un réseau conducteur d'alliage Fe / B (B est en fait un des éléments d'alliage en acier ordinaire, d'affiner la taille des grains, la dureté de l'armature d'acier), le matériau quantité d'addition d'une telle électrode négative différent de B la capacité maximale de 10700mAh / g (en ne considérant que l'élément B en poids), conçu pour améliorer l'aspect pratique de WujieDong B2O3 / FeOx électrode composite, la capacité initiale des électrodes à 800mAh / g (0,1 A / g), après 250 cycles jusqu'à 1500mAh / g, et présentent une bonne capacité de taux, la stabilité des capacités 1250mAh / g à 0.5A / g densité de courant, la capacité stable jusqu'à 1200mAh / g à une densité de courant de 1A / g, et à 2A / La capacité stable de g à une densité de courant allant jusqu'à 800 mAh / g, Plus critique est la densité du robinet de la matière atteint 2,12 g / cm2, presque deux fois le matériau de graphite, est un matériau d'anode de la batterie lithium-ion idéal.
WujieDong en ajoutant un certain pourcentage (1-11%) à la poudre de Fe dans la poudre B, puis de façon de réaction en phase solide à l'aide d'un traitement thermique pour préparer un matériau d'électrode négative contenant FE2B et alliage de Fe, et des matériaux d'électrode négative en alliage à l'aide de rectification ductile à haute énergie, pour réduire la taille des particules. poudre d'alliage de courbe pure graphique cyclique de B et de la poudre de Fe 1% de B, et B visible sur la figure pure capacité de décharge initiale de poudre de seulement 92mAh / g, après 200 cycles a diminué à 6mAh / g (0,1 a / g, 3V-0.01V), a montré une faible activité de B pur en poudre ne peut pas être utilisé comme matériau d'électrode négative, la capacité initiale de la matière de poudre d'alliage de Fe 1% B est seulement 30mAh / g, et tout près pur matériau de B Cependant, la capacité de la matière continue à augmenter dans le cycle, le cycle de 1400 fois, qui augmente la capacité réversible 107mAh / g, dans lequel la teneur en ne considérant que les éléments B, la capacité réversible jusqu'à 10700mAh / g, à proximité du B élément de capacité théorique.
teneur en B est de 1%, comme représenté sur la. figure 7 voltamétrie% cyclique et 11% du matériau d'électrode négative en alliage Fe / B DF, C est le voltammogramme cyclique de l'élément de la figure B, le matériau peut être vu sur la Fig. pics de réduction apparaissent au voisinage de 0 V, ce qui correspond à une réaction pour former LiXB, le pic de courant lors de la première insertion du lithium dans la solution électrolytique se produit principalement 0.5-0.75V réduite pour former le film SEI, dans un cycle ultérieur a disparu.
Poudre B et B ci-dessous montre le contenu de 1-7% B / alliage Fe électrode négative à différents cycles dans les courbes de charge et de décharge, peut être vu à partir de B pur figure par rapport à l'électrode négative, l'électrode négative B / alliage Fe capacité nettement améliorée ceci est principalement parce que l'élément B est dispersé dans la phase Fe, de raccourcir considérablement la distance de diffusion de Li +, de la phase Fe, tout en offrant un bon réseau conducteur, améliore les conditions cinétiques de lithium, et avec le cycle constant comme élément B l'expansion du volume de lithium se produit, facilite en outre la dispersion des éléments de phase B Fe, donc l'électrode négative B / alliage Fe comme la capacité de cycle continuera à améliorer. Il convient de noter que, bien que des éléments de référence B B / alliage Fe rapport de capacité d'électrode négative est élevée, mais quand on les éléments de qualité de Fe sont pris en compte, la capacité globale du matériau est très faible (100mAh / g, et exige également que le processus d'activation pendant une longue période), il n'y a donc pas de valeur pratique pour résoudre ce problème, les auteurs se sont tournés vers tourner matériel B2O3.
capacité maximale théorique maximale de l'élément B 12395mAh / g, mais sera accompagnée d'une grande expansion de volume, nous pensons que l'oxyde métallique est généralement possible de supprimer efficacement l'expansion volumique lors de l'insertion de lithium, par exemple, le matériau peut être bien supprimé lithium SnO2 équipé procédé d'expansion de volume, la réaction avec Li B2O3 Gibbs l'énergie libre de réaction -489.3kJ / mol, en théorie, est un matériau conducteur spontanée, mais très pauvre B2O3 (<10-13S/cm) , 导致B2O3无法正常嵌锂, 为了解决这一问题WujieDong设计了B2O3/ FeOx复合电极, 复合电极经过烧结后电导率提高到了1.6S/cm.
B2O3 peut être vu de faible conductivité figure en raison de la matière, ainsi la capacité réversible est de seulement 20mAh / g, alors que la capacité irréversible allant matériau Fe2O3 1000 mAh / g, mais la baisse rapide vers le bas dans une boucle, et après le B2O3 de frittage / FeOx une électrode composite capacité initiale d'environ 800mAh / g, avec le cycle de levée, après 200 cycles a atteint 1500mAh / g, une masse volumique après tassement du matériau composite et en raison de haute électrode à 2,12 g / cm3, et par conséquent de ne pas avoir une densité d'énergie dans le volume avantage incomparable.
électrode Pendant ce temps composite de B2O3 / FeOx présentent également d'excellentes propriétés de taux de 0,2, 0,5, 1,0, 2,0, 5,0, et la densité de courant de 10A / g de capacité réversible, respectivement, 850, 810, 750, 680, 550 et 430mAh / g , après la récupération à une densité de courant de la capacité 0.1A / g de l'électrode composite continue est augmentée, et enfin à 1500 mAh / g.
capacité spécifique théorique maximale de l'élément B 12395mAh / g, est un matériau de la batterie au lithium-ion à électrode négative idéal, mais à cause de ses mauvaises conditions dynamiques, il est difficile à utiliser en tant que matériau d'anode, B / alliage Fe électrode négative étant donné que l'élément B en poids, jusqu'à sa capacité spécifique 10700mAh / g, mais après avoir pris en compte le poids de l'élément Fe, la capacité réversible est atteint seulement environ 100mAh / g, les auteurs se sont tournés vers le B2O3 / FeOx électrode composite, la capacité réversible initiale de 800 mAh / g, la capacité réversible stable jusqu'à 1500 mAh / g, et ayant une densité élevée du robinet (2,12 g / cm3), donc plus avantageux de la densité d'énergie volumétrique, encore mieux que le matériau d'électrode négative Si une grande capacité connue, une très large perspectives.
