El nuevo avance en el diseño de materiales de electrodos de baterías de iones de litio

Los materiales de los electrodos van acompañados de expansión / contracción volumétrica durante el proceso de inlay / delithium, y este efecto volumétrico a menudo conduce a fallas por fragmentación del material. Por lo tanto, la estabilidad de la estructura del material del electrodo durante el ciclo de carga y descarga tiene una influencia vital en la capacidad de la batería, la tasa de duplicación y el ciclo de vida.

Basado en el fenómeno de que el dióxido de silicio (SiO2) se puede utilizar como relleno para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales compuestos, el equipo de Niuchunming de la Escuela Eléctrica de la Universidad de Xi'an Jiaotong diseñó y preparó con éxito un material compuesto de fibra Sb / C reforzado con SiO2 poroso. . Las estructuras fibrosas de la fuente de silicio (silicato de etilo), la fuente de antimonio (tricloruro de antimonio) y la fuente de carbono (polietilen pirrolidona) se prepararon mediante el método de hilado electrostático. Las estructuras únicas de nanopartículas de SiO2 y Sb recubiertas con fibras de carbono porosas se formaron mediante tratamiento térmico. La introducción de SiO2 mejora en gran medida la estabilidad estructural general de la fibra. Como material de electrodo negativo para baterías de iones de litio, los electrodos de fibra porosa SiO2 / Sb / C resultantes mostraron excelentes propiedades electroquímicas tanto en pruebas de batería completa como de semi-batería. La fibra de carbono no solo mejora la conductividad del material del electrodo, sino que también su estructura porosa elimina eficazmente los cambios de volumen de SiO2 y Sb durante el proceso de inlay / delithium. La estabilidad estructural del material en el proceso de incrustación / delitio se reveló además mediante microscopía electrónica in situ y no in situ. La idea de mejora estructural de los materiales de los electrodos propuesta en este trabajo es que el efecto de mejora de SiO2 (efecto de refuerzo de sílice) se utiliza para lograr sincrónicamente la doble mejora de la estabilidad estructural del electrodo y el rendimiento de almacenamiento de litio, y el método tiene universalidad (MaterialsTodayEnergy 2016, 1-2, 24-32; Nanoescala 2016, 8,7595-7603).

Los resultados del estudio se publicaron en línea con el título "Sílice encapsulante / AntimonyintoPorous Electric" y se publicaron en línea en la revista internacional autorizada del campo Nano, SNACano. La escuela de electricidad de la Universidad de Xi'an Jiaotong es la primera unidad de finalización del artículo, y Wanghongkang es el primer autor y autor de comunicaciones del artículo. Los colaboradores incluyen al profesor Mi Shaobo de la Escuela de Telecomunicaciones de la Universidad de Xi'an Jiaotong, el profesor Zhangqiaobao de la Universidad de Xiamen y el profesor Andrey Rogach de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong.

El trabajo de investigación fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales, el "Programa de apoyo a los mejores talentos juveniles" de la Universidad de Xi'an Jiaotong, la Fundación Tang Zhongying, el Programa de apoyo para jóvenes docentes de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, el Laboratorio Estatal de Aislamiento Eléctrico de Equipo eléctrico y el Centro de intercambio y pruebas analíticas de la Universidad de Xi'an Jiaotong.

La página contiene el contenido de la traducción automática.