به عنوان پیچیده ترین، با چگالی بالا حالت ذخیره انرژی قابل اطمینان ترین امروز، همه امیدهای توسعه وسایل نقلیه الکتریکی دوخته شده است. به منظور ترویج و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی، ادارات مربوطه دولت 2020 باتری از انرژی مورد نیاز برای رسیدن به 300Wh / کیلوگرم یا بیشتر، چنین بالا انرژی خاص نیاز به به ظرفیت بالاتر از نیکل بالا مواد سه گانه و مواد الکترود منفی کامپوزیت سیلیکون-کربن استفاده می شود. در مورد که در آن ظرفیت ماده کاتد به منظور افزایش آهسته در حال حاضر، استفاده از الکترود کربن سیلیکون منفی یک روش برای افزایش چگالی انرژی باتری لیتیوم یون شد مؤثرتر است. با این حال، سیلیکون مواد کربن برای درج لیتیوم یک افزایش حجم بزرگ دارند، باعث پودر گرانول و الکترود آسیب ساختاری، بنابراین در حال حاضر مقدار اضافه جریان اصلی سیلیس الکترود منفی حدود 10٪، در ادامه به افزایش ظرفیت الکترود منفی نیاز به استفاده از یک سیستم مواد.
عنصر B یکی از سبک ترین عنصر، قادر به تشکیل یک آلیاژ با لی، که ظرفیت نظری تا 12395mAh / گرم (آلیاژ تشکیل Li5B)، اما تنها آلیاژی عنصر B قادر به واکنش با اتم Li در دولت، عنصری معمولی است B و اکسید B دشوار است واکنش نشان می دهند با لی، عنصر B در نتیجه رنج می برد توجه کمتر است. برای حل این مشکل، شانگهای موسسه WujieDong سیلیکات (نویسنده اول)، FuqiangHuang (نویسنده مسئول) تلاش به B عنصر آهن پراکنده در شکل گیری شبکه رسانا آهن آلیاژ / B (B که در واقع یک فولاد مشترک عناصر آلیاژی است، اصلاح اندازه دانه، چقرمگی فولاد)، مقدار علاوه بر این از یک الکترود منفی مواد مختلف از B ظرفیت حداکثر تا 10700mAh / گرم (با توجه به تنها عنصر B وزن)، به منظور بهبود عملی از WujieDong B2O3 / FeOx الکترود کامپوزیت، ظرفیت اولیه از الکترودها تا 800MAH / گرم (0.1A / گرم)، پس از 250 چرخه تا با توان 1500mAh / گرم، و این نمایشگاه قابلیت نرخ خوب، ثبات ظرفیت 1250mAh / گرم در 0.5A / گرم چگالی جریان، ظرفیت پایدار تا 1200mAh مدت / گرم در چگالی جریان از 1A / گرم، و در 2A / ظرفیت پایدار g در تراکم جریان تا 800 mAh / g، بیشتر مهم است که تراکم شیر از مواد رسد 2.12g / cm2 به، تقریبا دو برابر مواد گرافیت، لیتیوم یون مواد آند باتری ایده آل است.
WujieDong با اضافه کردن یک درصد معینی (1/11٪) به پودر آهن پودر B، و سپس شیوه واکنش فاز جامد با استفاده از یک عملیات حرارتی برای آماده سازی یک مواد الکترود منفی که در Fe2B و آلیاژ آهن و آلیاژ منفی مواد الکترود با استفاده از انرژی مخرب انعطاف پذیر، برای کاهش اندازه ذرات. خالص چرخه منحنی نمودار پودر آلیاژ B و پودر آهن 1٪ B و B دیده می شود در ادامه پودر خالص ظرفیت تخلیه اولیه تنها 92mAh / گرم، پس از 200 چرخه به 6mAh کاهش / گرم (0.1A / گرم، 3V-0.01V)، نشان داد فعالیت کم از پودر خالص B می تواند به عنوان یک ماده الکترود منفی استفاده می شود، ظرفیت اولیه آلیاژ مواد پودر آهن 1٪ B تنها 30mAh / گرم، و خالص نزدیک مواد B است با این حال، ظرفیت از مواد همچنان در چرخه، چرخه 1،400 بار است که افزایش قابل برگشت ظرفیت 107mAh / گرم افزایش می یابد، در آن محتوای با توجه تنها عناصر B، ظرفیت قابل برگشت تا 10700mAh / گرم، نزدیک به B عنصر ظرفیت نظری.
محتوای B 1٪ است، که در شکل نشان داده شده است. 7 ولتامتری چرخه ای و٪ 11 درصد از آهن / آلیاژ B مواد الکترود منفی DF، ج voltammogram حلقوی شکل عنصر B، مواد را می توان از شکل است. قله کاهش در مجاورت 0V به نظر می رسد، مربوط به یک واکنش به شکل LiXB، پیک جریان در طول اولین درج لیتیوم در محلول الکترولیت 0.5-0.75V رخ می دهد به طور عمده کاهش به شکل فیلم SEI، در یک چرخه های بعدی ناپدید شد.
پودر B و B زیر نشان می دهد محتوای الکترود 1/7٪ B / آلیاژ آهن منفی در چرخه های مختلف در منحنی شارژ و دشارژ، می توان از شکل B خالص دیده نسبت به الکترود منفی، الکترود B منفی / ظرفیت آهن آلیاژ قابل توجهی بهبود یافته این عمدتا به دلیل عنصر B است در فاز آهن پراکنده، تا حد زیادی کوتاه شدن فاصله انتشار لی +، فاز آهن در حالی که ارائه یک شبکه رسانا خوب، شرایط جنبشی لیتیوم را بهبود می بخشد، و با چرخه ثابت به عنوان عنصر B افزایش حجم لیتیوم رخ می دهد، بیشتر تسهیل خواهد شد پراکندگی عناصر فاز B آهن، در نتیجه الکترود B منفی / آهن آلیاژ به عنوان ظرفیت چرخه ادامه خواهد داد به بهبود است. لازم به ذکر است که اگر چه عناصر مرجع B B / نسبت ظرفیت الکترود منفی آلیاژ Fe بالا است، اما زمانی که ما عناصر با کیفیت آهن در نظر گرفته شده، ظرفیت کلی از مواد بسیار پایین است (100mAh / گرم، و همچنین نیاز به فرایند فعال سازی برای یک مدت طولانی) است، بنابراین هیچ ارزش عملی وجود دارد به منظور حل این مشکل، نویسنده توجه خود را به مواد B2O3 جلب کرد.
حداکثر ظرفیت نظری تا عنصر B 12395mAh / گرم، اما خواهد شد توسط یک افزایش حجم بزرگ همراه است، ما معتقدیم که اکسید فلزی به طور کلی ممکن است به طور موثر سرکوب گسترش حجم در طول درج لیتیوم، برای مثال، مواد را می توان به خوبی سرکوب لیتیوم SnO2 به نصب روند افزایش حجم، واکنش با لی B2O3 انرژی آزاد گیبس واکنش -489.3kJ / مول، در تئوری، یک B2O3 مواد رسانا خود به خود، اما بسیار ضعیف (است<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 را می توان از هدایت است فقیر به دلیل مواد دیده می شود، در نتیجه ظرفیت قابل برگشت تنها 20mAh / گرم است، در حالی که ظرفیت غیر قابل برگشت تا مواد Fe2O3 می 1000mAh / گرم، اما کاهش سریع در یک حلقه، و پس از پخت B2O3 / FeOx یک الکترود ظرفیت اولیه کامپوزیت در حدود 800MAH / گرم، با چرخه رو به افزایش، بعد از 200 چرخه رسیده با توان 1500mAh / گرم، تراکم شیر از الکترود کامپوزیت و به دلیل بالا به 2.12g / cm3 است، و بنابراین به هیچ چگالی انرژی در حجم مزیت Lenby.
در همین حال B2O3 / FeOx الکترود کامپوزیت خواص نرخ بسیار عالی در 0.2 را نشان دهند، 0.5، 1.0، 2.0، 5.0، و چگالی جریان 10A / گرم از ظرفیت قابل برگشت، به ترتیب، 850، 810، 750، 680، 550 و 430mAh / گرم ، پس از بهبود به یک چگالی جریان از ظرفیت 0.1A / گرم از الکترود کامپوزیت پیوسته است، و در نهایت به توان 1500mAh / گرم افزایش یافته است.
ظرفیت مخصوص نظری تا عنصر B 12395mAh / گرم، یک باتری لیتیوم یون مواد الکترود منفی ایده آل است، اما به دلیل شرایط پویا ضعیف آن، آن را دشوار است به عنوان ماده آند، B / آهن آلیاژ الکترود منفی استفاده با توجه به تنها عنصر B وزن، تا ظرفیت خاص 10700mAh / گرم، اما پس از در نظر گرفتن وزن عنصر آهن، ظرفیت قابل برگشت است که تنها در مورد 100mAh / گرم رسیده، نویسندگان تبدیل به B2O3 / FeOx الکترود کامپوزیت، ظرفیت قابل برگشت اولیه 800MAH / گرم، ظرفیت قابل برگشت پایدار تا با توان 1500mAh / گرم، و داشتن یک شیر تراکم بالا (2.12g / cm3 است)، بنابراین با صرفه تر در چگالی انرژی حجمی، حتی بهتر از مواد الکترود منفی سی به یک ظرفیت بالا شناخته شده است، بسیار گسترده چشم انداز برنامه
