Lityum batareyalarda nano-silikon kukunini salbiy elektrod materiali sifatida qo'llash

Lityum batareyalarda nano-silikon kukunini salbiy elektrod materiali sifatida qo'llash
Harakat tamoyili
Lityum batareyalarda nanosilikonning yuqori assimilyatsiya tezligi tufayli lityum batareyalarda nanosilikon kukunidan foydalanish quvvatni sezilarli darajada oshirishi mumkin (nazariy jihatdan 4000mA / soatgacha). Nano kremniy kukuni va grafitni xom ashyo sifatida ishlatish, nano uglerod kukunini almashtirish, lityum batareyalar uchun salbiy elektrod materiallari sifatida silikon / grafit kompozitlari mexanik balli frezalash orqali tayyorlangan. Materiallarning tuzilishi va ishlashi XRD, SEM va elektrokimyoviy sinovlar bilan tavsiflangan. Kremniy va grafitning turli xil massa nisbatlari sharli frezalangan va mos keladigan kompozitlar zaryadlangan va zaryadsizlangan. Kremniy va grafitning optimal nisbati topildi, qiymati 1:9. Si-C kompozit materiallarini yaratish lityum ionlarining kremniy tomonidan singishi natijasida yuzaga keladigan kengayishni samarali ravishda kamaytirishi, elektrolitlar bilan yaqinligini oshirishi, dispersiyani osonlashtirishi va velosipedda ishlashni yaxshilashi mumkin. Zaryadlanuvchi lityum batareyalarning salbiy elektrod materialida foydalanish uchun nano kremniyli kukunni ishlatish yoki qayta zaryadlanuvchi lityum batareyalarning salbiy elektrod materiali sifatida nano kremniy kukuni yuzasiga grafitni qoplash uchun nano kremniy simlarini ishlatish qayta zaryadlanuvchi lityum batareyalarning sig'imini va zaryadsizlanish davrini uch baravar oshirishi mumkin. Eksperimental natijalar shuni ko'rsatadiki, olingan material sof nanokremniyga qaraganda yuqori aylanish ko'rsatkichiga va grafitga qaraganda yuqori reversiv quvvatga ega, shu bilan birga lityum batareyalar quvvatini sezilarli darajada oshiradi. Kremniy va grafitning massa nisbati 4:6 bo'lsa, sig'imning parchalanishi tezroq bo'ladi. 25 tsikldan keyin quvvat 200mA ni tashkil qiladi. h/g, shuning uchun kompozitsiyadagi kremniy miqdori juda yuqori bo'lmasligi kerak. Agar kremniy miqdori yuqori bo'lsa, grafit kremniyni yaxshi tarqata olmaydi va nanosilikon o'rtasidagi aloqa ehtimoli ortadi, bu esa aglomeratsiyaga olib keladi va Coulomb samaradorligi va velosipedda ishlashning pasayishiga olib keladi. Kremniyning grafitga massa nisbati 3:7 bo'lsa, 25 tsikldan keyin kompozitning teskari sig'imi kremniyning grafitga massa nisbati 4:6 (taxminan 240mA. h/g) bo'lganida qaytariladigan sig'imdan katta bo'lsa-da, egri chiziqdan ko'rinib turibdiki, zaiflashuv hali ham tez. Ko'rinib turibdiki, kremniy va grafitning massa nisbati 1: 9 va 2: 8 bo'lsa, velosipedning ishlashi yaxshiroq, 1: 9 esa yaxshiroq. Nanokremniyning narxi grafitnikidan ancha yuqori bo'lganligi sababli, agar ishlab chiqarish amaliyotida qo'llanilsa, kremniyning grafitga nisbati 1:9 bo'lganligi ancha tejamkor bo'ladi. Sof grafit bilan solishtirganda, massa nisbati 1: 9 bo'lgan kompozitning teskari sig'imi sezilarli darajada yaxshilanadi, bu grafitdan ikki baravar ko'pdir. Velosipedning ishlashi ham yaxshi, 30 tsikldan keyin 310mA.h/g ga etadi. Silikon va kremniy o'z ichiga olgan materiallar lityum-ion batareyalar uchun salbiy elektrod materiallari sifatida yuqori o'ziga xos quvvatga ega va silikonning nazariy quvvati 4200mA.h / g ni tashkil qiladi. Mexanik balli frezalash usuli bilan tayyorlangan grafit / nanosilikon kompozitsiyasi lityum-ion batareyalar uchun salbiy elektrod materiallari sifatida ishlatiladi. Ushbu kompozit material kremniyning yuqori lityum saqlash hajmini va yaxshi grafit aylanishini aks ettiradi Kichik hajmli effektning xarakteristikasi. Eksperimental natijalar kremniy/grafit massasining optimal nisbati 1:9 ekanligini ko‘rsatadi. Elektrokimyoviy ishlash testlari shuni ko'rsatadiki, kompozit material sof kremniy elektrodlari bilan solishtirganda velosipedda ishlash ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilagan va grafitdan yuqori bo'lgan teskari sig'imga ega, bu esa lityum-ion batareyalar uchun salbiy elektrod materialining yangi avlodi sifatida grafitni almashtirishi kutilmoqda.
Asosiy maqsad:
1. Zaryadlanuvchi lityum batareyalarning salbiy elektrod materialida foydalanish uchun nano kremniyli kukunni ishlatish yoki qayta zaryadlanuvchi lityum batareyalarning salbiy elektrod materiali sifatida nano kremniy kukuni yuzasida grafitni qoplash uchun nano kremniy simlarini ishlatish qayta zaryadlanuvchi lityum batareyalarning sig'imini va zaryadsizlanish davrini uch barobarga oshirdi.
2. Nano kremniy kukuni yuqori haroratga chidamli qoplamalar va refrakter materiallarda qo'llaniladi.
3. Nano kremniy kukuni va olmos yuqori bosim ostida aralashtiriladi, silikon karbid olmos kompozit materialini hosil qiladi, kesish asboblari sifatida ishlatiladi!