Способ увеличения емкости аккумулятора с помощью кремниевого анодного материала

В отличие от нынешнего метода производства литиевых батарей с использованием графита в качестве отрицательного электрода, японская промышленность литиевых батарей достигла апогея в увеличении емкости литиевых батарей, и особая мера заключается в использовании кремниевых отрицательных электродов.

Компания GS Tangshao произвела опытное производство литиево-фосфатной батареи, в которой карбонат лития используется в качестве отрицательного электрода для увеличения срока службы батареи, а кремний в качестве отрицательного электрода может увеличить емкость батареи. Это может быть доказано экспериментами по сравнению с графитовым отрицательным электродом. Оставшаяся емкость аккумулятора после 300 циклов использования увеличивается почти вдвое, с 40% до примерно 80%. Кроме того, кремниевый литиевый аккумулятор с отрицательным электродом обладает хорошими низкотемпературными характеристиками, а также может увеличить емкость аккумулятора. Удачный пример кремниевого отрицательного электрода - неглубокая литиевая батарея, используемая в Mitsubishi Motors для электромобилей, и кремниевый наноматериал отрицательного электрода для Hitachi Maxell в области бытовой электроники.

Внешний вид кремниевых наноматериалов определяется физическими свойствами кремния. Хотя кремний может хранить в 10 раз больше энергии, чем графит, разница в объеме между расширением и сжатием составляет до 4 раз, и по мере увеличения количества использований материал электрода Сила связи между печью и материалом электрода и токосъемником увеличивается. ослаблены, что влияет на производительность литий-ионного аккумулятора.

Японские эксперты по исследованию литиевых батарей считают, что решение этой проблемы теоретически состоит в увеличении расстояния между ионами кремния, но если оно будет чрезмерно увеличено, движение электронов и ионов лития уменьшится, а производительность батареи снизится. Эта проблема была впервые решена в области потребительских литий-ионных батарей в компании Maxell's, то есть частицы кремния были уменьшены до нанометрового размера и смешаны с графитом. Использование материалов на основе кремния обеспечивает такую же емкость при использовании графита, но емкость после 500 циклов значительно улучшается.

Другой производитель кремниевых отрицательных литиевых аккумуляторов, Mitsui Metals, намерен применить это применение литиевых аккумуляторов как в бытовой электронике, так и в электромобилях. Цель состоит в том, чтобы быть практичным в потребительском секторе в 2012 году и использовать его в качестве автомобильной литиевой батареи в 2015 году.

Страница содержит содержимое машинного перевода.