Come più sofisticato, modalità di stoccaggio di energia ad alta densità più affidabile di oggi, tutte le speranze riposte sviluppo di veicoli elettrici. Al fine di promuovere lo sviluppo dei veicoli elettrici, i servizi competenti dello stato della batteria 2020 che l'energia necessaria per raggiungere 300Wh / kg o più, come ad un alto deve energia specifica da applicare alla maggiore capacità di high-nichel materiale ternario e un materiale di elettrodo negativo composito silicio-carbonio. nel caso in cui la capacità del materiale di catodo per migliorare lenta corrente, l'applicazione di silicio carbonio elettrodo negativo è diventato un metodo per aumentare la densità di energia della batteria agli ioni di litio è più efficace. Tuttavia, il materiale silicio carbonio per inserzione di litio avrà un enorme espansione di volume, provocando polvere granulare ed elettrodo danni strutturali, così ora la quantità aggiunta silicio carbonio tradizionale elettrodo negativo sono circa il 10%, continuano ad aumentare la capacità elettrodo negativo richiede l'uso di un nuovo sistema materiale.
Elemento B è uno degli elementi più leggero, in grado di formare una lega con Li, che è la capacità teorica di fino a 12395mAh / g (lega formata Li5B), ma solo le leghe elemento B, capace di reagire con atomi di litio nello stato, un elementale convenzionale B e ossido B sono difficili da reagire con Li, B elemento ha quindi subito meno attenzione. per risolvere questo problema, Shanghai Istituto di silicato WujieDong (primo autore), FuqiangHuang (autore corrispondente) tenta di B elemento fe dispersa nella formazione rete conduttiva Fe / lega B (B è in realtà un acciaio comune elementi di lega, raffinare la granulometria, durezza di rinforzo in acciaio), la quantità aggiunta di un elettrodo negativo tale materiale diverso da B la capacità massima di 10700mAh / g (considerando solo elemento B in peso), progettato per migliorare la praticità di WujieDong B2O3 / FeO elettrodo composito, la capacità iniziale degli elettrodi fino a 800mAh / g (0.1A / g), dopo 250 cicli fino a 1500mAh / g, e mostrano capacità di tasso buona stabilità della capacità 1250mAh / ga 0,5 / g densità di corrente, capacità stabile fino a 1200mAh / g ad una densità di corrente di 1 a / g, e 2A / g ad una densità di corrente fino ad una capacità stabile 800mAh / g, Più critica è la densità rubinetto del materiale raggiunge 2.12g / cm2, quasi il doppio del materiale grafite, è uno ione litio materiale ideale anodo della batteria.
WujieDong aggiungendo una certa percentuale (1-11%) per la polvere Fe nella polvere B, e quindi in fase solida maniera reazione mediante trattamento termico per preparare un materiale di elettrodo negativo contenente FE2B e lega Fe e leghe negativo materiali elettrodici mediante macinazione duttile alta energia, per ridurre la dimensione delle particelle. puro ciclico curva del grafico polveri di leghe B e polvere di Fe 1% B e B si vede nella figura polvere pura capacità di scarica iniziale di soli 92mAh / g, dopo 200 cicli diminuite a 6mAh / g (0.1A / g, 3V-0.01V), ha mostrato scarsa attività di polvere pura B non può essere utilizzato come materiale di elettrodo negativo, la capacità iniziale del materiale polvere di lega di Fe 1% B è solo 30mAh / g, e puro materiale B vicino Tuttavia, la capacità del materiale continua a salire nel ciclo, il ciclo 1400 volte, che è aumentata reversibile capacità 107mAh / g, in cui il contenuto del considerando solo l'elementi B, la capacità reversibile fino a 10700mAh / g, vicino al B elemento capacità teorica.
contenuto B è 1%, come mostrato nella figura. 7 ciclica voltammetria% e il 11% del Fe / lega B materiale di elettrodo negativo DF, C è la voltammogramma ciclico della figura elemento B, il materiale può essere visto dalla figura. picchi riduzione appaiono nei pressi 0V, corrispondente ad una reazione per formare LiXB, picco di corrente durante l'inserimento prima litio nella soluzione elettrolitica 0.5-0.75V verifica principalmente ridotta per formare la pellicola SEI, in un ciclo successivo scomparso.
Polvere B e B seguente mostra il contenuto del 1-7% B / Fe lega elettrodo negativo a diversi cicli nelle curve di carica e scarica, si può vedere dalla figura puro B rispetto all'elettrodo negativo, l'elettrodo negativo B / lega Fe significativamente migliorata capacità questo è soprattutto perché l'elemento B è disperso in fase Fe, ridurre notevolmente la distanza di diffusione Li +, fase Fe fornendo una buona rete conduttiva, migliora le condizioni cinetiche di litio, e con il ciclo costante elemento B espansione del volume litio si verifica, facilitando ulteriormente la dispersione di elementi fase B Fe, così l'elettrodo negativo B / lega Fe come capacità ciclo continuerà a migliorare. Si deve notare che sebbene elementi di riferimento B B / lega Fe rapporto capacità elettrodo negativo è alto, ma quando noi elementi di qualità Fe sono presi in considerazione, la capacità complessiva del materiale è molto bassa (100mAh / g, e richiede anche il processo di attivazione per lungo tempo), quindi non c'è valore pratico per risolvere questo problema, gli autori rivolti a girare materiale B2O3.
litio SnO2 teorica capacità massima di elemento B 12395mAh / g, ma sarà accompagnata da un enorme espansione del volume, riteniamo che l'ossido metallico è generalmente possibile sopprimere efficacemente l'espansione del volume durante l'inserimento di litio, per esempio, il materiale può essere ben soppressa montato processo di espansione del volume, la reazione con Li B2O3 energia libera di Gibbs di reazione -489.3kJ / mol, in teoria, è un materiale conduttivo B2O3 spontanea, ma molto scarsa (<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 può vedere dalla figura scarsa conducibilità causa del materiale, così la capacità reversibile è solo 20mAh / g, mentre la capacità irreversibile fino materiale Fe2O3 1000mAh / g, ma il rapido declino giù in un ciclo, e dopo la sinterizzazione B2O3 / FeO un composito elettrodo capacità iniziale di circa 800mAh / g, con il ciclo di salita, dopo 200 cicli raggiunto 1500mAh / g, una densità rubinetto dell'elettrodo composito e perché da alto a 2.12g / cm3, e quindi non avere densità di energia di volume vantaggio senza precedenti.
Intanto B2O3 / FeO elettrodo composito mostrano anche eccellenti proprietà di tasso a 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, e densità di corrente di 10 A / g di capacità reversibile, rispettivamente, 850, 810, 750, 680, 550 e 430mAh / g Dopo aver recuperato una densità di corrente di 0,1 A / g, la capacità dell'elettrodo composito continua ad aumentare e raggiunge infine i 1500 mAh / g.
Teorica specifica capacità fino all'elemento B 12395mAh / g, è una batteria agli ioni di litio materiale ideale elettrodo negativo, ma a causa delle sue condizioni dinamiche poveri, è difficile utilizzare come materiale anodico, B / Fe lega elettrodo negativo considerando solo elemento B in peso, fino alla sua capacità specifica 10700mAh / g, ma dopo aver tenuto conto del peso dell'elemento Fe, la capacità reversibile viene raggiunta solo circa 100mAh / g, gli autori rivolto al / FeO elettrodo composito B2O3, la capacità reversibile iniziale di 800mAh / g, la capacità reversibile stabile fino a 1500mAh / g, e avente una densità di tap (2.12g / cm3), quindi più vantaggiosa in densità di energia volumetrica, anche meglio del materiale dell'elettrodo negativo Si ad una elevata capacità di nota, molto ampio Prospettive di applicazione.
