Como modo de armazenamento de energia de hoje mais sofisticada, mais confiável de alta densidade, todas as esperanças preso desenvolvimento de veículos eléctricos. A fim de promover o desenvolvimento de veículos eléctricos, as secretarias estaduais pertinentes 2020 da bateria do que a energia necessária para alcançar 300Wh / kg ou mais, como um alto específico de energia tem de ser aplicada à maior capacidade do material ternário-elevado teor de níquel e um material de eléctrodo negativo composto de silício-carbono. no caso em que a capacidade do material do cátodo para reforçar a corrente lenta, a aplicação do eléctrodo negativo de carbono silício tornou-se um método para aumentar a densidade de energia da bateria de lítio é o mais eficaz. no entanto, o material de carbono de silício para a inserção de lítio terá uma expansão de volume grande, fazendo com que o pó granular e dano estrutural de eltrodo, de modo que agora a quantidade adicionada de carbono de silício convencional eléctrodo negativo são cerca de 10%, continuam a aumentar a capacidade de eléctrodo negativo requer a utilização de um novo Sistema material.
Elemento B é um dos elementos mais leve, capaz de formar uma liga com li, que é a capacidade teórica de até 12395mAh / g (liga formada Li5B), mas apenas o de liga o elemento B capaz de reagir com átomos de Li no estado, um elementar convencional B e óxido B são difíceis de reagir com Li, B, portanto, elemento sofreram menos atenção. para resolver este problema, Shanghai Institute of WujieDong silicato (primeiro autor), FuqiangHuang (correspondente autor) tenta B elemento Fe disperso na formação da rede condutora de Fe liga / B (B é, na verdade, um aço comum elementos de liga, refinar o tamanho do grão, dureza de reforço de aço), a quantidade de adio de um tal eléctrodo negativo de material diferente de B a capacidade máxima de até 10700mAh / g (considerando-se apenas o elemento B, em peso), concebidos para melhorar a viabilidade de WujieDong B2O3 / FeOx eléctrodo compósito, a capacidade inicial dos eléctrodos até 800mAh / g (0.1A / g), depois de 250 ciclos até 1500mAh / g, e exibem boa capacidade de taxa, a estabilidade da capacidade 1250mAh / g a 0,5 / g densidade de corrente, a capacidade estável até 1200 mAh / g a uma densidade de corrente de 1 a / g, e em 2A / g a uma densidade de corrente acima de uma capacidade estável 800mAh / g, Mais crítico é a densidade aparente do material atinge 2,12 g / cm2, quase o dobro do material de grafite, é um material ideal ânodo bateria de iões de lítio.
WujieDong por adição de uma certa percentagem (1-11%) para o pó de Fe em pó B, e, em seguida, forma reacção em fase sólida, utilizando um tratamento térmico para preparar um material de eléctrodo negativo contendo Fe2B e liga de Fe, e liga negativo materiais de eléctrodo utilizando dúctil de moagem de alta energia, para reduzir o tamanho de partícula. puro cíclico curva do gráfico pó de liga B e pó de Fe 1% de B, e B visto na FIG pó capacidade de descarga inicial puro de apenas 92mAh / g, depois de 200 ciclos diminuiu para 6mAh / g (0.1A / g, 3V-0.01V), apresentou baixa actividade de pó B pura não pode ser usado como um material de eléctrodo negativo, a capacidade inicial do material de pó de liga de Fe 1% B está apenas 30mAh / g, e o material B puro próximo no entanto, a capacidade do material continua a aumentar no ciclo, o ciclo de 1400 vezes, que é aumentada reversível capacidade 107mAh / g, em que o teor de considerar apenas a elementos B, a capacidade reversível de até 10700mAh / g, perto do B A capacidade teórica do elemento.
teor de B é de 1%, como mostrado na FIG. 7 cíclico voltametria% e 11% de o / material do eléctrodo de liga de Fe B negativo DF, C é o voltamograma cíclico da FIG elemento B, o material pode ser visto a partir da FIG. picos de redução aparecem na vizinhança de 0 V, o que corresponde a uma reacção para formar LiXB, pico de corrente durante a primeira inserção de lítio na solução electrolítica 0.5-0.75V ocorre principalmente reduzida para formar a película SEI, em cada ciclo subsequente desapareceu.
Pó B e B abaixo mostra o conteúdo de 1-7% de B / liga de Fe eléctrodo negativo em diferentes ciclos nas curvas de carga e descarga, pode ser visto a partir da FIG puro B em comparação com o eléctrodo negativo, o negativo eléctrodo B / capacidade Fe liga significativamente melhorada isto é principalmente porque o elemento B é dispersa na fase de Fe, encurtar consideravelmente a distância de difusão de Li +, Fe fase, proporcionando uma boa rede condutora, melhora as condições cinéticas de lítio, e com o ciclo constante como elemento B a expansão do volume de lítio ocorre, irá facilitar ainda mais a dispersão dos elementos fase B Fe, portanto, o eléctrodo negativo B / liga de Fe como a capacidade do ciclo irá continuar a melhorar. deve notar-se que, embora os elementos de referência B B / liga de Fe relação com a capacidade de eléctrodo negativo é elevada, mas quando se Fe elementos de qualidade são tidos em conta, a capacidade global do material é muito baixo (100mAh / g, e também exige que o processo de activação para um longo período de tempo), de modo que não há nenhum valor prático Para resolver esse problema, o autor voltou sua atenção para os materiais B2O3.
capacidade máxima teórica de até elemento B 12395mAh / g, mas vai ser acompanhada por uma expansão de volume grande, acreditamos que o óxido de metal é geralmente possível suprimir eficazmente a expansão de volume durante a inserção de lítio, por exemplo, o material pode ser assim suprimidos lítio SnO2 equipado processo de expansão de volume, a reacção com Li B2O3 energia livre de Gibbs da reaco -489.3kJ / mol, em teoria, é um material condutor B2O3 espontânea, mas muito pobre (<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 pode ser visto a partir da FIG pobre condutividade devido ao material, assim, a capacidade reversível é única 20mAh / g, enquanto que a capacidade irreversível do material de Fe2O3 1000mAh / g, mas o rápido declínio para baixo num ciclo, e depois a sinterização B2O3 / FeOx um eléctrodo de compósito capacidade inicial de cerca de 800mAh / g, com o ciclo de levantar, após 200 ciclos atingiu 1500mAh / g, uma densidade de tap do eléctrodo de compósito e porque alta para 2,12 g / cm3, e, portanto, não ter a densidade de energia no volume A vantagem de Lenby.
Enquanto isso B2O3 / FeOx eléctrodo compósito também exibem excelentes propriedades de taxa em 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 e densidade de corrente de 10A / g de capacidade reversível, respectivamente, 850, 810, 750, 680, 550 e 430mAh / g Depois de recuperar a uma densidade de corrente de 0.1A / g, a capacidade do eletrodo composto continua a subir e, finalmente, atinge 1500mAh / g.
capacidade específica teórica de até elemento B 12395mAh / g, é um material de eléctrodo ideal ião lítio negativo da bateria, mas por causa das suas más condições dinâmicas, isto é difícil de usar como material de ânodo, B / Fe liga eléctrodo negativo considerando apenas o elemento B em peso, até à sua capacidade específica 10700mAh / g, mas depois de ter em conta o peso do elemento de Fe, a capacidade reversível é alcançado apenas cerca de 100mAh / g, os autores virou-se para a / FeOx eléctrodo de compósito de B2O3, a capacidade reversível inicial de 800mAh / g, a capacidade reversível estável de até 1500mAh / g, e com uma densidade elevada da torneira (2,12 g / cm3), portanto, mais vantajosa em densidade de energia volumétrica, ainda melhor do que o material do eléctrodo negativo Si a uma alta capacidade conhecida, um muito amplo Perspectivas de aplicativos.
