В чем проблема литий-ионных аккумуляторов, в которых кристаллы кремния используются только в качестве материала отрицательного электрода?

Крышка батарейного отсека представляет собой квадратную крышку батарейного отсека, которая закрывает неизолированный элемент снаружи. Каждая из батарей с квадратным корпусом состоит из крышки и корпуса. Крышка в основном включает в себя заглушку, положительную и отрицательную колонки и взрывозащищенный клапан, несколько частей откидной части.

Структура кремния отличается от графита (см. Рисунок ниже). Механизм накопления энергии аналогичен механизму металлических материалов за счет легирования и удаления сплава ионами лития. Реакцию зарядно-разрядного электрода можно записать следующим образом:

Si + xLi ++ xe- → LiXSi

Как видно из рисунка, во время зарядки ионы лития отделяются от материала положительного электрода и внедряются между кристаллическими решетками внутри кристалла кремния, вызывая большое расширение (около 300%) с образованием кремний-литиевого сплава. Ионы лития отделяются от кристаллической решетки во время разряда, и образуется большой промежуток.

Использование одного только кристалла кремния в качестве материала отрицательного электрода легко вызывает следующие проблемы:

Во-первых, в процессе деинтеркаляции объем кристалла кремния существенно изменился. Такой эффект объема легко вызывает отслоение кремниевого анодного материала от токосъемника, вызывая электрохимическую коррозию и короткое замыкание открытой фольги полюсного наконечника. Влияет на безопасность и срок службы аккумулятора.

Во-вторых, кремний-углерод - это тот же элемент основной группы, и SEI также наносится на поверхность кремния во время первой зарядки и разрядки. Однако отслаивание, вызванное объемным эффектом кремния, вызывает многократное разрушение и реконструкцию SEI, тем самым увеличивая содержание лития. Расход ионов в конечном итоге влияет на емкость аккумулятора.

Страница содержит содержимое машинного перевода.