Описание процесса композитных материалов анодных материалов кремния и углерода силовой батареи

Кремнию дают самые высокие из известных литий-ионных анодных материалов, могут достигать 4200 мАч / г, предполагается, что это литий-ионные батареи. Первый выбор для анодных материалов, широко используется, но почему бы и нет? Это связано с его ограничением кристаллической структуры.

Структура слоев кремния и графита различна (на фото), механизм накопления энергии аналогичен металлическим материалам за счет легирования и легирования ионами лития, реакция электрода заряда и разряда может быть записана по типу:

Si + xLi ++ xe -> LiXSi

Элементарный кремний в качестве материала катода - это принцип заряда и разряда батареи, как показано на рисунке ниже:

Можно прочитать по цифре в части перезаряжаемых иона лития из материала анода, появляющегося между внедренными внутри кристаллической решетки кремния, вызванного большим расширением (около 300%), с образованием кремниево-литиевого сплава. При разряде ионы лития всплывают между решетками и образуют большой зазор. Одноразовый кристалл кремния в качестве материала катода позволяет легко ответить на следующие вопросы:

Во-первых, во встроенном в процесс кристалле кремния есть очевидные изменения в объеме, объемный эффект заключается в том, что кремниевые анодные материалы выпадают из сбора жидкости, приводят к полюсному наконечнику из фольги Лу, что приводит к такому явлению, как электрохимическая коррозия и короткое замыкание, влияет на безопасность и срок службы аккумулятора.

Во-вторых, кремниевый углерод для того же элемента основной группы, образованный при первом заряде и разряде, также будет покрыт SEI на поверхности кремния, но вызванный объемным эффектом ситуации кремниевых чешуек вызовет повторное повреждение и реконструкцию SEI, тем самым увеличивая потребление литий-иона, в конечном итоге влияет на емкость аккумулятора.

Итак, каков процесс, чтобы дополнять друг друга, кремний можно модифицировать для оптимизации? Кремний с другой обработкой композитных материалов может сыграть хороший эффект, в том числе кремний-углеродный композитный материал является своего рода учебными материалами.

Углеродные материалы в настоящее время являются наиболее часто используемыми анодными материалами, и углеродные материалы можно разделить на мягкий (графитированный углерод), графит, углеродный твердый углерод (аморфный углерод) три, его химическое уравнение заряда и разряда может быть представлено как:

Углеродные анодные материалы обладают хорошими характеристиками стабильности цикла и отличной электропроводностью, а литий-ионные и не имеют очевидного влияния на расстояние между слоями, в определенной степени могут служить буфером и соответствовать объемному расширению кремния, поэтому они часто используются для композитов с кремнием.

Часто в зависимости от типа углеродного композитного материала его можно разделить на две категории: кремний-углеродный композитный материал и новый традиционный кремний-углеродный композитный материал. В том числе традиционный композитный материал - кремний и графит, MCMB, углеродная сажа и другие композиты, новый тип - кремний-углеродный композитный материал - это кремний и углеродные нанотрубки, графен и другие новые типы композитных углеродных нанотрубок.

Кремнийуглеродные анодные материалы в соответствии с режимом распределения в основном делятся на тип с кремниевым покрытием, встроенный тип и тип молекулярного контакта, в зависимости от формы делятся на частицы и тонкие пленки, в зависимости от того, какие типы карбида кремния можно разделить на бинарное соединение кремния. углеродно-кремниевый углеродный композит. Ниже представлена другая картина распределения кремниево-углеродных анодных материалов:

Приготовление композитов из карбида кремния с помощью процесса измельчения в шарах, метода высокотемпературного пиролиза, химического осаждения из паровой фазы, осаждения распылением, метода осаждения и так далее. Приготовленная методом шаровой мельницы отрицательная обратимая емкость кремниевого углерода может достигать 500 ~ 1000 мАч / г, шаровая мельница может способствовать смешиванию сырья между частицами и меньшим размером частиц, зазор между частицами также способствует повышению производительности цикл батареи.

Метод высокотемпературного пиролиза осуществляется путем пиролиза наночастиц кремния и органического прекурсора или прямого пиролиза органического кремния-прекурсора методом Si / C композитов, углеродно-кремниевых композитных материалов с использованием этого метода, емкость g ниже, чем метод высокоэнергетической шаровой мельницы Si / Композиты C, но выше, чем у графита, составляют около 300 ~ 700 мАч / г. Это связано с тем, что метод пиролиза при приготовлении электродных материалов не содержит много веществ, не обладающих электрохимической активностью, снижается емкость электродных материалов.

Подготовка электродных материалов, с другой стороны, ИСПОЛЬЗУЕТ метод пиролиза кремния, имеющего тенденцию к воссоединению и возникающий при последующем использовании большего эффекта измельчения. Помимо методов CVD, напыление напыления имеет определенные трудности, которые обычно не используются на производстве, больше не перечисляются.

Анодные материалы с наночастицами кремнезема были изучены рано, но их большой недостаток, связанный с эффектом объемного расширения, ограничивает их применение. Композит был приготовлен из кремний-углеродного композитного материала для кремния объемного расширения зарезервированного пространства, в то же время, в некоторой степени компенсировать кремниевую электропроводность плохо и нестабильные неисправности пленки SEI, производитель батарей широко внимание и применение.

Страница содержит содержимое машинного перевода.