आज का सबसे परिष्कृत, सबसे विश्वसनीय उच्च घनत्व ऊर्जा भंडारण मोड के रूप में, सभी उम्मीदें बिजली के वाहनों के विकास पिन किए गए। क्रम बिजली के वाहनों, प्रासंगिक राज्य विभागों के विकास को बढ़ावा देने में 2020 ऊर्जा 300Wh / किलो या अधिक, इस तरह के एक उच्च तक पहुँचने के लिए की जरूरत की तुलना में बैटरी विशिष्ट ऊर्जा उच्च निकल त्रिगुट सामग्री और एक सिलिकॉन कार्बन मिश्रित नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की उच्च क्षमता के लिए लागू किया जाना चाहिए। इस मामले में जहां कैथोड सामग्री की क्षमता मौजूदा धीमी गति बढ़ाने के लिए, सिलिकॉन कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड के आवेदन लिथियम आयन बैटरी की ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए एक तरीका बन गया सबसे प्रभावी है। हालांकि, लिथियम प्रविष्टि के लिए सिलिकॉन कार्बन सामग्री भारी मात्रा विस्तार होगा, बारीक पाउडर और इलेक्ट्रोड संरचनात्मक क्षति के कारण है, इसलिए अब जोड़ा राशि मुख्यधारा सिलिकॉन कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बारे में 10% कर रहे हैं, नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता में वृद्धि करने के लिए जारी एक नए के उपयोग की आवश्यकता सामग्री प्रणाली।
तत्व बी सबसे हल्का तत्व में से एक, ली के साथ एक मिश्र धातु है, जो 12395mAh / जी (मिश्र धातु का गठन Li5B), लेकिन केवल मिश्रधातु तत्व बी राज्य में ली परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम करने के लिए, एक पारंपरिक मौलिक की सैद्धांतिक क्षमता है बनाने में सक्षम है बी और बी ऑक्साइड ली के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए मुश्किल हो जाता है, बी तत्व इसलिए कम ध्यान सामना करना पड़ा। इस समस्या को हल करने के लिए, सिलिकेट WujieDong (प्रथम लेखक) के शंघाई संस्थान, FuqiangHuang (इसी लेखक) तत्व बी करने का प्रयास फे फे / बी मिश्र धातु से प्रवाहकीय नेटवर्क के गठन में बिखरे (बी वास्तव में एक आम स्टील तत्वों alloying है, अनाज आकार, इस्पात सुदृढीकरण के बेरहमी को परिष्कृत), सामग्री इस तरह के एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के अलावा राशि बी से अलग (वजन द्वारा केवल तत्व बी पर विचार) 10700mAh / जी अप करने के लिए की अधिकतम क्षमता, WujieDong B2O3 / FeOx समग्र इलेक्ट्रोड, 800mAh / जी (0.1A / छ) अप करने के लिए इलेक्ट्रोड की आरंभिक क्षमता की व्यावहारिकता में सुधार करने के लिए बनाया 250 चक्र के बाद ऊपर 1500mAh करने के लिए / जी, और प्रदर्शन अच्छा दर क्षमता, स्थिरता क्षमता 1250mAh / 0.5A में जी / जी वर्तमान घनत्व, 1 ए / जी के एक वर्तमान घनत्व में 1200mAh / जी अप करने के लिए स्थिर क्षमता, और 2A पर / एक स्थिर क्षमता 800mAh / जी के लिए एक वर्तमान घनत्व अप पर जी, अधिक महत्वपूर्ण सामग्री के नल घनत्व, पहुँचता है 2.12g / सेमी 2, लगभग दो बार ग्रेफाइट सामग्री एक आदर्श लिथियम आयन बैटरी एनोड सामग्री है।
WujieDong पाउडर बी में फे पाउडर, और करने के लिए एक निश्चित प्रतिशत (1-11%) जोड़कर तो ठोस चरण प्रतिक्रिया ढंग एक गर्मी उपचार का उपयोग कर Fe2B और फे मिश्र धातु, और मिश्र धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री उच्च ऊर्जा नमनीय पीसने का उपयोग कर से युक्त एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री तैयार करने के लिए, , कण आकार कम करने के लिए। शुद्ध चक्रीय ग्राफ वक्र बी मिश्र धातु पाउडर और पाउडर फे 1% बी के, और बी केवल 92mAh / जी की अंजीर शुद्ध पाउडर प्रारंभिक मुक्ति क्षमता में देखा के बाद 200 चक्र 6mAh तक की कमी / जी (0.1A / जी, 3V-0.01V), शुद्ध पाउडर बी के कम गतिविधि से पता चला है एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता, फे 1% बी के मिश्र धातु पाउडर सामग्री की आरंभिक क्षमता केवल 30mAh / जी, और शुद्ध बी सामग्री करीब है हालांकि, माल की क्षमता, चक्र, चक्र 1400 बार है, जो प्रतिवर्ती क्षमता 107mAh / जी बढ़ जाती है में वृद्धि जारी है जिसमें केवल तत्वों बी, ऊपर 10700mAh को / जी की प्रतिवर्ती क्षमता, बी के पास पर विचार की सामग्री सैद्धांतिक क्षमता तत्व।
के रूप में छवि में दिखाया गया है बी सामग्री, 1% है। 7 चक्रीय voltammetry% और फे / बी मिश्र धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री डीएफ का 11%, सी अंजीर तत्व बी के चक्रीय voltammogram, सामग्री छवि से देखा जा सकता है। कमी चोटियों, 0V के आसपास के क्षेत्र में दिखाई देते हैं LiXB, इलेक्ट्रोलाइट समाधान में पहली लिथियम प्रविष्टि 0.5-0.75V मुख्य रूप से एसईआई फिल्म बनाने के लिए कम होता दौरान वर्तमान शिखर बनाने के लिए एक प्रतिक्रिया के लिए इसी, में बाद में एक चक्र गायब हो गया।
नकारात्मक इलेक्ट्रोड की तुलना में पाउडर बी और बी नीचे चार्ज और डिस्चार्ज घटता में विभिन्न चक्रों पर 1-7% बी / फ़े मिश्र धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सामग्री से पता चलता, अंजीर शुद्ध बी से देखा जा सकता, नकारात्मक इलेक्ट्रोड बी / फ़े मिश्र धातु में काफी सुधार क्षमता यह मुख्य रूप से है क्योंकि तत्व बी फे चरण में छितरी हुई है, बहुत ली + के प्रसार दूरी, फे चरण छोटा है, जबकि एक अच्छा प्रवाहकीय नेटवर्क प्रदान कर रहा है, लिथियम की गतिज शर्तों में सुधार, और तत्व बी के रूप में निरंतर चक्र के साथ लिथियम मात्रा विस्तार होता है, आगे चरण बी तत्वों फ़े, इस प्रकार नकारात्मक इलेक्ट्रोड बी / फ़े मिश्र धातु के रूप में चक्र की क्षमता में सुधार के लिए जारी रहेगा के फैलाव सुविधा होगी। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि भले ही संदर्भ तत्वों बी बी / फे मिश्र धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता अनुपात अधिक है, लेकिन जब हम फे गुणवत्ता तत्वों को ध्यान में रखा जाता है, सामग्री के समग्र क्षमता बहुत कम (100mAh / जी, और यह भी एक लंबे समय के लिए सक्रियण प्रक्रिया की आवश्यकता है) है, इसलिए वहाँ कोई व्यावहारिक मूल्य है इस समस्या को हल करने के लिए, लेखकों B2O3 सामग्री चालू करने के लिए बदल गया।
अप तत्व को बी 12395mAh / जी की सैद्धांतिक अधिकतम क्षमता है, लेकिन भारी मात्रा में विस्तार के साथ किया जाएगा, हमें विश्वास है कि धातु ऑक्साइड प्रभावी रूप से लिथियम प्रविष्टि के दौरान मात्रा विस्तार को दबाने के लिए आम तौर पर संभव है, उदाहरण के लिए, सामग्री अच्छी तरह से दबा दिया जा सकता है SnO2 लिथियम फिट मात्रा विस्तार प्रक्रिया, प्रतिक्रिया की ली B2O3 गिब्स मुक्त ऊर्जा -489.3kJ / मोल, सिद्धांत रूप में साथ प्रतिक्रिया, एक सहज है, लेकिन बहुत ही गरीब प्रवाहकीय सामग्री B2O3 (है<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 सामग्री की वजह से अंजीर गरीब चालकता से देखा जा सकता है, इस प्रकार प्रतिवर्ती क्षमता, केवल 20mAh / जी है, जबकि ऊपर Fe2O3 सामग्री 1000mAh / जी की अपरिवर्तनीय क्षमता है, लेकिन एक पाश में नीचे तेजी से गिरावट, और sintering B2O3 / FeOx के बाद एक समग्र इलेक्ट्रोड के बारे में 800mAh / जी की आरंभिक क्षमता, बढ़ती चक्र के साथ, 200 चक्र के बाद तक पहुँच 1500mAh / जी, 2.12g / 3 सेमी करने के लिए समग्र और क्योंकि उच्च इलेक्ट्रोड की एक नल घनत्व, और इसलिए की मात्रा में कोई ऊर्जा घनत्व के लिए अद्वितीय लाभ।
इस बीच B2O3 / FeOx समग्र इलेक्ट्रोड भी 0.2 पर उत्कृष्ट दर गुणों का प्रदर्शन, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, और प्रतिवर्ती क्षमता क्रमश: 850, 810, 750, 680, 550 का 10A / g और 430mAh / जी की वर्तमान घनत्व , के बाद निरंतर समग्र इलेक्ट्रोड की 0.1A / जी क्षमता की एक वर्तमान घनत्व को वसूली की वृद्धि हुई है, और अंत में 1500mAh / g तक।
अप तत्व बी 12395mAh को / जी की सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता, एक आदर्श लिथियम आयन बैटरी नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री है, लेकिन क्योंकि इसके गरीब गतिशील स्थितियों की, यह केवल तत्व बी पर विचार एनोड सामग्री, बी / फ़े मिश्र धातु नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग करने के लिए मुश्किल है वजन से, अपनी विशिष्ट क्षमता 10700mAh / जी अप करने के लिए है, लेकिन खाते में फे तत्व का वजन लेने के बाद, प्रतिवर्ती क्षमता केवल बारे में 100mAh / जी तक पहुँच जाता है, लेखकों B2O3 / FeOx समग्र इलेक्ट्रोड की ओर रुख किया, 800mAh के प्रारंभिक प्रतिवर्ती क्षमता / जी, 1500mAh / जी अप करने के लिए के स्थिर प्रतिवर्ती क्षमता, और एक उच्च नल घनत्व (2.12g / cm3), अनुमापी ऊर्जा घनत्व में इसलिए अधिक लाभप्रद है, एक उच्च क्षमता के लिए सी नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में जाना जाता है से भी बेहतर हो रही है, एक बहुत व्यापक संभावनाओं।
