Como modo de almacenamiento de energía de hoy en día más sofisticado, más fiable y de alta densidad, todas las esperanzas puestas desarrollo de vehículos eléctricos. Con el fin de promover el desarrollo de vehículos eléctricos, los departamentos de Estado 2020 de la batería de la energía necesaria para alcanzar 300Wh / kg o más, un alto tales energía específica debe ser aplicada a la mayor capacidad del material ternario de alto níquel y un material de electrodo negativo compuesto de silicio-carbono. en el caso en que la capacidad del material del cátodo para aumentar la corriente lenta, la aplicación de electrodo negativo de carbono de silicio convirtió en un método para mejorar la densidad de energía de la batería de iones de litio es más eficaz. Sin embargo, material de carbono de silicio para la inserción de litio tendrá un enorme expansión de volumen, haciendo polvo granular y el daño estructural del electrodo, por lo que ahora la cantidad añadida electrodo negativo corriente principal de carbono de silicio son aproximadamente 10%, seguir aumentando la capacidad del electrodo negativo requiere el uso de un nuevo Sistema material.
Elemento B es uno de los elemento más ligero, capaz de formar una aleación con Li, que es la capacidad teórica de hasta 12395mAh / g (aleación formada Li5B), pero sólo la aleación elemento B capaz de reaccionar con los átomos de Li en el estado, un elemental convencional B y óxido de B son difíciles de reaccionar con Li, B elemento por lo tanto sufrió menos atención. para resolver este problema, Shanghai Institute of WujieDong silicato (primer autor), FuqiangHuang (correspondiente autor) intenta elemento B Fe dispersa en la formación de la red conductora de Fe aleación / B (B en realidad es un acero común elementos de aleación, refinar el tamaño de grano, dureza del acero de refuerzo), la cantidad de adición de un electrodo de tal material negativo diferente de B la capacidad máxima de hasta 10700mAh / g (considerando único elemento B en peso), diseñado para mejorar la practicidad de WujieDong B2O3 electrodo / FeOx compuesto, la capacidad inicial de los electrodos hasta 800mAh / g (0,1 a / g), después de 250 ciclos hasta 1500mAh / g, y exhiben una buena capacidad de velocidad, la estabilidad la capacidad 1250mAh / g a 0,5 a / g densidad de corriente, la capacidad estable hasta 1200mAh / g a una densidad de corriente de 1A / g, y en 2A / La capacidad estable de g con una densidad de corriente de hasta 800 mAh / g, Más críticamente, el material tiene una densidad de tap de 2,12 g / cm2, que es casi el doble que la del grafito. Es un material ideal para el ánodo de la batería de ion de litio.
WujieDong mediante la adición de un cierto porcentaje (1-11%) para el polvo de Fe en el polvo B, y luego de manera reacción en fase sólida utilizando un tratamiento térmico para preparar un material de electrodo negativo que contiene Fe2B y aleación de Fe, y la aleación negativo materiales de electrodo utilizando molienda dúctil de alta energía, para reducir el tamaño de partícula. pura curva del gráfico polvo cíclico aleación B y polvo de Fe 1% de B, y B se ve en la capacidad de polvo puro figura de descarga inicial de solamente 92mAh / g, después de 200 ciclos disminuyeron a 6mAh / g (0,1 a / g, 3V-0.01V), mostró baja actividad de puro polvo B no puede ser usado como un material de electrodo negativo, la capacidad inicial del material de polvo de aleación de Fe 1% B sólo es 30mAh / g, y puro close material B Sin embargo, la capacidad del material sigue aumentando en el ciclo, el ciclo de 1400 veces, que se aumenta reversible capacidad 107mAh / g, donde el contenido de considerar sólo los elementos B, la capacidad reversible de hasta 10700mAh / g, cerca de la B elemento capacidad teórica.
contenido de B es del 1%, como se muestra en la Fig. 7 voltametría cíclica% y 11% del / de la aleación B material de electrodo negativo Fe DF, C es el voltamograma cíclico de la Figura elemento B, el material se puede ver en la figura. picos de reducción aparecen en las proximidades de 0 V, correspondiente a una reacción para formar LiXB, pico de corriente durante la primera inserción de litio en la solución electrolítica 0.5-0.75V ocurre principalmente reducida para formar la película SEI, en un ciclo posterior desapareció.
Polvo B y B a continuación muestra el contenido de electrodo negativo de la aleación / Fe 1-7% de B en diferentes ciclos en las curvas de carga y descarga, puede verse en la figura B puro en comparación con el electrodo negativo, el electrodo negativo B / capacidad de la aleación de Fe mejorado significativamente esto es principalmente porque el elemento B se dispersa en la fase Fe, acortar en gran medida la distancia de difusión de Li +, fase Fe mientras que proporciona una buena red conductora, mejora las condiciones cinéticas de litio, y con el ciclo constante como elemento B la expansión de volumen de litio se produce, facilitará aún más la dispersión de los elementos de la fase B Fe, por lo tanto el electrodo negativo B de aleación / Fe como la capacidad de ciclo continuará a mejorar. Cabe señalar que, aunque los elementos de referencia B B / relación de capacidad electrodo negativo de aleación de Fe es alta, pero cuando se toman nosotros, los elementos de calidad Fe en cuenta, la capacidad global del material es muy bajo (100mAh / g, y también requiere el proceso de activación durante mucho tiempo), lo que no hay valor práctico Para resolver este problema, el autor dirigió su atención a los materiales de B2O3.
la capacidad máxima teórica de hasta el elemento B 12395mAh / g, pero será acompañado por una enorme expansión de volumen, creemos que el óxido metálico es generalmente posible suprimir efectivamente la expansión de volumen durante la inserción de litio, por ejemplo, el material puede ser bien suprimida litio SnO2 equipado proceso de expansión de volumen, la reacción con Li B2O3 energía libre de Gibbs de reacción -489.3kJ / mol, en teoría, es una B2O3 material conductor espontáneo, pero muy 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 puede ser visto desde la figura mala conductividad debido al material, por lo tanto la capacidad reversible es solamente 20mAh / g, mientras que la capacidad irreversible de hasta material de Fe2O3 1000mAh / g, pero la rápida disminución hacia abajo en un bucle, y después de la sinterización B2O3 / FeOx una capacidad de compuesto de electrodo inicial de aproximadamente 800 mAh / g, con el ciclo de levantamiento, después de 200 ciclos alcanzó 1500mAh / g, una densidad aparente del electrodo compuesto y porque alta a 2,12 g / cm3, y por lo tanto no tener densidad de energía en volumen La ventaja de Lenby.
Mientras tanto electrodo compuesto B2O3 / FeOx también exhiben excelentes propiedades de tasa en 0,2, 0,5, 1,0, 2,0, 5,0, y densidad de corriente de 10 A / g de capacidad reversible, respectivamente, 850, 810, 750, 680, 550 y 430mAh / g Después de recuperar una densidad de corriente de 0.1A / g, la capacidad del electrodo compuesto continúa aumentando, y finalmente alcanza los 1500mAh / g.
capacidad específica teórica de hasta el elemento B 12395mAh / g, es una batería de material de electrodo negativo ideales de iones de litio, pero debido a sus condiciones dinámicas pobres, es difícil de utilizar como material de ánodo, B / Fe electrodo negativo aleación considerando sólo elemento B en peso, hasta su capacidad específica 10700mAh / g, pero después de tomar en cuenta el peso del elemento de Fe, la capacidad reversible se alcanza sólo alrededor 100mAh / g, los autores volvieron al electrodo de B2O3 / FeOx compuesto, la capacidad reversible inicial de 800mAh / g, la capacidad reversible estable de hasta 1500mAh / g, y que tiene una alta densidad de grifo (2,12 g / cm3), por lo tanto más ventajoso en la densidad de energía volumétrica, incluso mejor que el material del electrodo negativo de Si a una alta capacidad conocida, un muy amplio Prospectos de aplicaciones.
