Acerca de la descripción del proceso compuesto de los materiales del ánodo de carbono de silicio de la batería de potencia

El silicio tiene los materiales de ánodo de iones de litio más conocidos, puede alcanzar 4200 mah / g, se supone que son baterías de iones de litio. La primera opción para los materiales de ánodo, se usa ampliamente, pero ¿por qué no? Esto se debe a su estructura cristalina limitante.

La estructura de las capas de silicio y grafito es diferente (en la imagen), el mecanismo de almacenamiento de energía es similar a los materiales metálicos al alear y alear con iones de litio, la reacción del electrodo de carga y descarga puede escribir el tipo:

Si + xLi ++ xe -> LiXSi

El silicio elemental como material del cátodo es el principio de carga y descarga de la batería como se muestra en la siguiente figura:

Se puede leer por la figura en la parte de iones de litio recargables del material del ánodo que emergen entre incrustados dentro de la red de cristal de silicio, causaron una gran expansión (alrededor del 300%), para formar una aleación de litio de silicio. Cuando se descargan, los iones de litio emergen entre la celosía y forman un gran espacio. El cristal de silicio de un solo uso como material del cátodo es fácil de producir las siguientes preguntas:

Primero, en el incrustado en el proceso, el cristal de silicio hay cambios obvios en el volumen, el efecto de volumen es que los materiales del ánodo de silicio se caen de la colección de fluido, conducen a la pieza polar La lámina de Lou conduce al fenómeno como la corrosión electroquímica y cortocircuito, afecta la seguridad y la vida útil de la batería.

En segundo lugar, el carbono de silicio para el mismo elemento del grupo principal, formado en la primera carga y descarga, también recubrirá con SEI la superficie del silicio, pero causado por el efecto de volumen de la situación de escamas de silicio provocará el daño repetido y la reconstrucción de SEI, aumentando así la El consumo de iones de litio afecta en última instancia a la capacidad de la batería.

Entonces, ¿cuál es el proceso para complementarse entre sí, el silicio se puede modificar para optimizar? El procesamiento de compuestos de silicio con otro material puede tener un buen efecto, incluido el material compuesto de carbono de silicio es un tipo de materiales de estudio.

Los materiales de carbono son actualmente los materiales de ánodo más utilizados y los materiales de carbono se pueden dividir en blando (carbono grafitizado), grafito, carbono duro de carbono (carbono amorfo) tres, su ecuación química de carga y descarga se puede representar como:

Los materiales de ánodo de carbono tienen un buen rendimiento de estabilidad de ciclo y una excelente conductividad eléctrica, y los iones de litio y no tienen una influencia obvia en el espaciado de las capas, hasta cierto punto pueden amortiguar y cumplir con la expansión de volumen del silicio, por lo tanto, a menudo se utilizan para componer con silicio.

A menudo, dependiendo del tipo de material compuesto de carbono, se puede dividir en dos categorías: material compuesto de carbono de silicio y nuevos materiales compuestos de carbono de silicio tradicionales. Incluyendo el material compuesto tradicional es silicio y grafito, MCMB, negro de carbón y otros compuestos, el nuevo tipo de material compuesto de carbono y silicio es silicio y nanotubos de carbono, grafeno y otro nuevo tipo de compuesto de nanotubos de carbono.

Los materiales de ánodo de carbono de silicio según el modo de distribución se dividen principalmente en tipo recubierto de silicio, tipo incrustado y tipo de contacto molecular, según la forma se divide en partículas y películas delgadas, según qué tipos de carburo de silicio se pueden dividir en silicio compuesto binario compuesto de carbono y carbono de silicio. A continuación se muestra el patrón de distribución diferente de los materiales del ánodo de carbono de silicio:

La preparación de compuestos de carburo de silicio con un proceso de molienda de bolas, método de pirólisis a alta temperatura, precipitación química en fase de vapor, deposición por pulverización catódica, método de deposición, etc. Preparado por el método de molienda de bolas de silicio, la capacidad reversible negativa de carbono puede alcanzar 500 ~ 1000 mah / g, el molino de bolas puede promover la mezcla de materias primas entre las partículas y el tamaño de partícula más pequeño, la brecha entre las partículas también conduce a la mejora del rendimiento de el ciclo de la batería.

El método de pirólisis a alta temperatura es a través de pirólisis de nanopartículas de silicio y precursor orgánico o pirólisis directa del método de precursor de silicio orgánico de compuestos de Si / C, materiales compuestos de carbono de silicio que utilizan este método, la capacidad g es menor que el método de molienda de bolas de alta energía de Si / Los compuestos C, pero más altos que los del grafito, son aproximadamente 300 ~ 700 mah / g. Esto se debe a que el método de pirólisis en la preparación de materiales de electrodos contiene una gran cantidad de sustancia sin actividad electroquímica, disminución de la capacidad de los materiales de los electrodos.

La preparación de materiales de electrodos, por otro lado, los UTILIZOS del método de pirólisis de silicio tienden a reunirse y crecieron en el uso posterior con mayor efecto de pulverización. Además de los métodos de CVD, la deposición catódica, tiene cierta dificultad, no se usa comúnmente en la producción, ya no se enumera.

Los materiales del ánodo de nanopartículas de sílice son el estudio de los primeros, pero su gran efecto de volumen de expansión limita su aplicación. El compuesto fue preparado por el material compuesto de carbono de silicio para el espacio reservado de expansión de volumen de silicio, al mismo tiempo, hasta cierto punto compensar la conductividad eléctrica de silicio es mala y la película SEI fallos inestables, el fabricante de baterías amplia atención y aplicación.

La página contiene el contenido de la traducción automática.