Ke ulu nui nei nā pila Lithium-ion ma ke ala o ka nui o ka ikehu. I ka mahana o ka lumi, hoʻohuihui ʻia nā mea electrode maikaʻi ʻole i hoʻokumu ʻia ma ke silicon me ka lithium e hana i ka huahana lithium-waiwai Li3.75Si phase, me ka mana kikoʻī a hiki i ka 3572 mAh/g, ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka mana kikoʻī theoretical o ka electrode maikaʻi ʻole graphite 372 mAh/g. Eia nō naʻe, i ka wā o ke kaʻina hana hoʻouka a hoʻokuʻu hou ʻana o nā mea electrode maikaʻi ʻole i hoʻokumu ʻia ma ke silicon, hiki i ka hoʻololi ʻana o ke ʻano o Si a me Li3.75Si ke hana i ka hoʻonui nui ʻana o ka nui (ma kahi o 300%), kahi e alakaʻi ai i ka pauka kūkulu o nā mea electrode a me ka hoʻokumu mau ʻana o ka kiʻiʻoniʻoni SEI, a ma hope loa e hāʻule koke ai ka mana. Hoʻomaikaʻi nui ka ʻoihana i ka hana o nā mea electrode maikaʻi ʻole i hoʻokumu ʻia ma ke silicon a me ke kūpaʻa o nā pila silicon ma o ka nano-sizing, ka uhi ʻana o ke kalapona, ka hoʻokumu ʻana o nā pore a me nā ʻenehana ʻē aʻe.
He maikaʻi ka conductivity o nā mea kalapona, haʻahaʻa ke kumukūʻai, a he ākea nā kumu. Hiki iā lākou ke hoʻomaikaʻi i ka conductivity a me ke kūpaʻa o ka ʻili o nā mea silicon. Hoʻohana nui ʻia lākou ma ke ʻano he mau mea hoʻohui hoʻomaikaʻi hana no nā electrodes maikaʻi ʻole e pili ana i ka silicon. ʻO nā mea silicon-carbon ke kuhikuhi hoʻomohala nui o nā electrodes maikaʻi ʻole e pili ana i ka silicon. Hiki i ka uhi kalapona ke hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa o ka ʻili o nā mea silicon, akā ʻo kona hiki ke kāohi i ka hoʻonui ʻana o ka nui silicon he mea maʻamau a ʻaʻole hiki ke hoʻoponopono i ka pilikia o ka hoʻonui ʻana o ka nui silicon. No laila, i mea e hoʻomaikaʻi ai i ke kūpaʻa o nā mea silicon, pono e kūkulu ʻia nā ʻano porous. ʻO ka wili pōpō kahi ʻano ʻoihana no ka hoʻomākaukau ʻana i nā nanomaterials. Hiki ke hoʻohui ʻia nā mea hoʻohui like ʻole a i ʻole nā mea i ka slurry i loaʻa e ka wili pōpō e like me nā koi hoʻolālā o ka mea hui. Hoʻopuehu like ʻia ka slurry ma o nā slurries like ʻole a hoʻomaloʻo ʻia. I ka wā o ke kaʻina maloʻo koke, e hana koke nā nanoparticles a me nā mea ʻē aʻe i loko o ka slurry i nā ʻano kūkulu porous. Hoʻohana kēia pepa i ka wili pōpō ʻoihana a me ke kaiapuni a me ka ʻenehana hoʻomaloʻo ʻana e hoʻomākaukau i nā mea silicon porous.
Hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia ka hana o nā mea silicon ma o ka hoʻoponopono ʻana i ke ʻano a me nā ʻano hoʻolaha o nā nanomaterials silicon. I kēia manawa, ua hoʻomākaukau ʻia nā mea silicon me nā ʻano morphology a me nā ʻano hoʻolaha like ʻole, e like me nā nanorods silicon, nā nanosilicon i hoʻokomo ʻia i loko o ka graphite porous, nā nanosilicon i hoʻolaha ʻia i loko o nā spheres kalapona, nā ʻano porous silicon/graphene array, a pēlā aku. Ma ka pae like, i hoʻohālikelike ʻia me nā nanoparticles, hiki i nā nanosheets ke kāohi maikaʻi i ka pilikia kuʻi i hoʻokumu ʻia e ka hoʻonui ʻana o ka nui, a ʻoi aku ka nui o ka compaction o ka mea. Hiki i ka hoʻonohonoho ʻole ʻia o nā nanosheets ke hana i kahi ʻano porous. E hui pū me ka hui hoʻololi electrode maikaʻi ʻole silicon. E hāʻawi i kahi buffer no ka hoʻonui ʻana o ka nui o nā mea silicon. ʻO ka hoʻolauna ʻana o nā nanotubes kalapona (CNTs) ʻaʻole hiki ke hoʻomaikaʻi wale i ka conductivity o ka mea, akā e paipai pū i ka hoʻokumu ʻana o nā ʻano porous o ka mea ma muli o kona ʻano morphological hoʻokahi-dimensional. ʻAʻohe hōʻike e pili ana i nā ʻano porous i kūkulu ʻia e nā nanosheets silicon a me nā CNT. Hoʻohana kēia pepa i nā ʻano hana wili pōpō, wili a hoʻopuehu, hoʻomaloʻo pīpī, uhi mua kalapona a me ka calcination, a hoʻolauna i nā mea hoʻolaha porous i ke kaʻina hana hoʻomākaukau e hoʻomākaukau i nā mea electrode maikaʻi ʻole e pili ana i ka silicon porous i hoʻokumu ʻia e ka ʻākoakoa ponoʻī o nā nanosheets silicon a me CNT. He maʻalahi ke kaʻina hana hoʻomākaukau, pili i ke kaiapuni, a ʻaʻohe wai ʻōpala a i ʻole nā koena ʻōpala i hana ʻia. Nui nā hōʻike palapala e pili ana i ka uhi kalapona o nā mea e pili ana i ka silicon, akā he kakaikahi nā kūkākūkā hohonu e pili ana i ka hopena o ka uhi ʻana. Hoʻohana kēia pepa i ka asphalt ma ke ʻano he kumu kalapona e noiʻi i nā hopena o ʻelua mau ʻano uhi kalapona, ka uhi ʻāpana wai a me ka uhi ʻāpana paʻa, ma ka hopena uhi a me ka hana o nā mea electrode maikaʻi ʻole e pili ana i ka silicon.
1 Hoʻokolohua
1.1 Hoʻomākaukau mea hana
ʻO ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea hui silicon-carbon porous e pili ana i ʻelima mau ʻanuʻu: wili pōpō, wili a me ka hoʻopuehu ʻana, hoʻomaloʻo pīpī, uhi mua ʻana o ke kalapona a me ka carbonization. ʻO ka mea mua, kaupaona ʻia he 500 g o ka pauka silicon mua (home, 99.99% maʻemaʻe), hoʻohui i 2000 g o isopropanol, a hana i ka wili pōpō pulu ma ka wikiwiki wili pōpō o 2000 r/min no 24 hola e loaʻa ai ka slurry silicon nano-scale. Hoʻoili ʻia ka slurry silicon i loaʻa i kahi pahu hoʻoili hoʻopuehu, a hoʻohui ʻia nā mea e like me ka lakio nui o ka silicon: graphite (i hana ʻia ma Shanghai, papa pākahiko): nā nanotubes kalapona (i hana ʻia ma Tianjin, papa pākahiko): polyvinyl pyrrolidone (i hana ʻia ma Tianjin, papa analytical) = 40:60:1.5:2. Hoʻohana ʻia ʻo Isopropanol e hoʻoponopono i ka ʻike paʻa, a ua hoʻolālā ʻia ka ʻike paʻa he 15%. Hana ʻia ka wili a me ka hoʻopuehu ʻana ma ka wikiwiki hoʻopuehu o 3500 r/min no 4 hola. Hoʻohālikelike ʻia kekahi hui o nā slurries me ka ʻole o ka hoʻohui ʻana i nā CNT, a like nā mea ʻē aʻe. A laila hoʻoili ʻia ka slurry i hoʻopuehu ʻia i loaʻa i kahi pahu hānai hoʻomaloʻo pīpī, a hana ʻia ka hoʻomaloʻo pīpī i loko o kahi lewa pale ʻia e ka naikokene, me nā mahana komo a me ka puka he 180 a me 90 °C, kēlā me kēia. A laila ua hoʻohālikelike ʻia ʻelua ʻano o ka uhi kalapona, ka uhi pae paʻa a me ka uhi pae wai. ʻO ke ʻano uhi pae paʻa: ua hui ʻia ka pauka pīpī maloʻo me 20% pauka asphalt (hana ʻia ma Korea, ʻo D50 he 5 μm), hui ʻia i loko o kahi mīkini hui no 10 min, a ʻo ka wikiwiki o ka hui ʻana he 2000 r/min e loaʻa ai ka pauka i uhi mua ʻia. ʻO ke ʻano uhi pae wai: ua hoʻohui ʻia ka pauka pīpī maloʻo i kahi hopena xylene (hana ʻia ma Tianjin, papa analytical) e loaʻa ana he 20% asphalt i hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka pauka ma kahi ʻike paʻa o 55%, a hoʻoulu like ʻia ka vacuum. E hoʻomoʻa i loko o ka umu hakahaka ma 85 ℃ no 4h, e hoʻokomo i loko o kahi mīkini hui no ka hui ʻana, ʻo ka wikiwiki o ka hui ʻana he 2000 r/min, a ʻo ka manawa hui ʻana he 10 min e loaʻa ai ka pauka i uhi mua ʻia. ʻO ka hope loa, ua calcined ʻia ka pauka i uhi mua ʻia i loko o kahi umu wili ma lalo o ka lewa nitrogen ma ka wikiwiki hoʻomehana o 5°C/min. Ua mālama mua ʻia ma kahi mahana mau o 550°C no 2h, a laila hoʻomau i ka hoʻomehana ʻana a hiki i 800°C a mālama ʻia ma kahi mahana mau no 2h, a laila hoʻomaʻalili kūlohelohe i lalo o 100°C a hoʻokuʻu ʻia e loaʻa ai kahi mea hui silicon-carbon.
1.2 Nā ʻano hana hoʻākāka
Ua kālailai ʻia ka hoʻolaha ʻana o ka nui o nā ʻāpana o ka mea me ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻāʻo nui o nā ʻāpana (Mastersizer 2000 mana, i hana ʻia ma UK). Ua hoʻāʻo ʻia nā pauka i loaʻa i kēlā me kēia ʻanuʻu e ka microscopy electron scanning (Regulus8220, i hana ʻia ma Iapana) e nānā i ke ʻano a me ka nui o nā pauka. Ua kālailai ʻia ke ʻano o ka pae o ka mea me ka hoʻohana ʻana i kahi mea kālailai diffraction pauka X-ray (D8 ADVANCE, i hana ʻia ma Kelemānia), a ua kālailai ʻia ka haku mele o ka mea me ka hoʻohana ʻana i kahi mea kālailai spectrum ikehu. Ua hoʻohana ʻia ka mea hui silicon-carbon i loaʻa e hana i kahi hapalua-cell pihi o ke kumu hoʻohālike CR2032, a ʻo ka lakio nui o silicon-carbon: SP: CNT: CMC: SBR he 92:2:2:1.5:2.5. ʻO ke electrode counter he pepa lithium metala, ʻo ka electrolyte he electrolyte kalepa (kumu hoʻohālike 1901, i hana ʻia ma Korea), hoʻohana ʻia ka diaphragm Celgard 2320, ʻo ka laulā volta hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana he 0.005-1.5 V, ʻo ke au hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana he 0.1 C (1C = 1A), a ʻo ke au ʻoki hoʻokuʻu he 0.05 C.
I mea e noiʻi hou aku ai i ka hana o nā mea hui silicon-carbon, ua hana ʻia ka pākahiko palupalu liʻiliʻi laminated 408595. Hoʻohana ka electrode maikaʻi iā NCM811 (hana ʻia ma Hunan, papa pākahiko), a ua hoʻohui ʻia ka graphite electrode maikaʻi ʻole me 8% mea silicon-carbon. ʻO ke ʻano slurry electrode maikaʻi he 96% NCM811, 1.2% polyvinylidene fluoride (PVDF), 2% conductive agent SP, 0.8% CNT, a ua hoʻohana ʻia ʻo NMP ma ke ʻano he dispersant; ʻo ke ʻano slurry electrode maikaʻi ʻole he 96% mea electrode maikaʻi ʻole composite, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, a ua hoʻohana ʻia ka wai ma ke ʻano he dispersant. Ma hope o ka hoʻoulu ʻana, ka uhi ʻana, ka ʻōwili ʻana, ka ʻoki ʻana, ka lamination, ka hoʻopili ʻana i ka tab, ka hoʻopili ʻana, ka hoʻomoʻa ʻana, ka hoʻokomo wai, ka hoʻokumu ʻana a me ka mahele ʻana o ka mana, ua hoʻomākaukau ʻia nā pākahiko palupalu liʻiliʻi laminated 408595 me ka mana i helu ʻia o 3 Ah. Ua hoʻāʻo ʻia ka hana wikiwiki o 0.2C, 0.5C, 1C, 2C a me 3C a me ka hana pōʻaiapuni o ka hoʻouka ʻana o 0.5C a me ka hoʻokuʻu ʻana o 1C. ʻO ka laulā o ke ana hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana he 2.8-4.2 V, ke au mau a me ka hoʻouka ʻana o ke ana mau, a ʻo ke au ʻoki he 0.5C.
2 Nā Hualoaʻa a me ke Kūkākūkā ʻana
Ua ʻike ʻia ka pauka silicon mua ma o ka microscopy electron scanning (SEM). He granular ʻano ʻole ka pauka silicon me ka nui o ka ʻāpana ma lalo o 2μm, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 1(a). Ma hope o ka wili ʻana i ka pōpō, ua hoʻemi nui ʻia ka nui o ka pauka silicon i kahi 100 nm [Kiʻi 1(b)]. Ua hōʻike ka hoʻāʻo nui o ka ʻāpana ʻo ka D50 o ka pauka silicon ma hope o ka wili ʻana i ka pōpō he 110 nm a ʻo ka D90 he 175 nm. ʻO ka nānā pono ʻana i ke ʻano o ka pauka silicon ma hope o ka wili ʻana i ka pōpō e hōʻike ana i kahi ʻano flaky (e hōʻoia hou ʻia ke kūkulu ʻia ʻana o ka ʻano flaky mai ka SEM cross-sectional ma hope). No laila, ʻo ka ʻikepili D90 i loaʻa mai ka hoʻāʻo nui o ka ʻāpana e like me ka lōʻihi o ka nanosheet. I hui pū ʻia me nā hopena SEM, hiki ke hoʻoholo ʻia he liʻiliʻi ka nui o ka nanosheet i loaʻa ma mua o ka waiwai koʻikoʻi o 150 nm o ka haki ʻana o ka pauka silicon i ka wā e hoʻouka ai a hoʻokuʻu ana ma kahi o hoʻokahi ana. ʻO ke ʻano o ka ʻili ʻili ma muli nui o nā ikehu dissociation like ʻole o nā mokulele kristal o ka silicon crystalline, kahi i loaʻa ai ka ikehu dissociation haʻahaʻa o ka mokulele {111} o ka silicon ma mua o nā mokulele kristal {100} a me {110}. No laila, ʻoi aku ka maʻalahi o ka lahilahi ʻana o kēia mokulele kristal e ka wili pōpō, a ma hope e hana i kahi ʻano ʻili. He kūpono ka ʻano ʻili i ka hōʻiliʻili ʻana o nā ʻano wehe, mālama i kahi no ka hoʻonui ʻana o ka nui o ka silicon, a hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa o ka mea.
Ua pīpī ʻia ka slurry e loaʻa ana ka nano-silicon, CNT a me ka graphite, a ua nānā ʻia ka pauka ma mua a ma hope o ka pīpī ʻana e SEM. Hōʻike ʻia nā hopena ma ke Kiʻi 2. ʻO ka matrix graphite i hoʻohui ʻia ma mua o ka pīpī ʻana he ʻano flake maʻamau me ka nui o 5 a 20 μm [Kiʻi 2(a)]. Hōʻike ka hoʻāʻo hoʻolaha nui o ka ʻāpana o ka graphite he 15μm ka D50. ʻO ka pauka i loaʻa ma hope o ka pīpī ʻana he ʻano poepoe kona [Kiʻi 2(b)], a hiki ke ʻike ʻia ua uhi ʻia ka graphite e ka papa uhi ma hope o ka pīpī ʻana. ʻO ka D50 o ka pauka ma hope o ka pīpī ʻana he 26.2 μm. Ua ʻike ʻia nā ʻano morphological o nā ʻāpana lua e SEM, e hōʻike ana i nā ʻano o kahi ʻano porous wehe i hōʻiliʻili ʻia e nā nanomaterials [Kiʻi 2(c)]. Ua haku ʻia ka ʻano porous me nā nanosheets silicon a me nā CNT i hui pū ʻia me kekahi [Kiʻi 2(d)], a ʻo ka ʻāpana ʻili kikoʻī hoʻāʻo (BET) he kiʻekiʻe e like me 53.3 m2/g. No laila, ma hope o ka pīpī ʻana, ua hui pū nā nanosheets silicon a me nā CNT e hana i kahi ʻano porous.
Ua mālama ʻia ka papa porous me ka uhi kalapona wai, a ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka pitch precursor coating carbon a me ka carbonization, ua hoʻokō ʻia ka nānā ʻana o SEM. Hōʻike ʻia nā hopena ma ke Kiʻi 3. Ma hope o ka uhi mua ʻana o ke kalapona, lilo ka ʻili o nā ʻāpana lua i laumania, me kahi papa uhi maopopo, a ua pau ka uhi ʻana, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma nā Kiʻi 3(a) a me (b). Ma hope o ka carbonization, mālama ka papa uhi ʻili i kahi kūlana uhi maikaʻi [Kiʻi 3(c)]. Eia kekahi, hōʻike ke kiʻi SEM cross-sectional i nā nanoparticles strip-shaped [Kiʻi 3(d)], e pili ana i nā ʻano morphological o nā nanosheets, e hōʻoia hou ana i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā nanosheets silicon ma hope o ka wili ʻana i ka pōpō. Eia kekahi, hōʻike ke Kiʻi 3(d) aia nā mea hoʻopihapiha ma waena o kekahi mau nanosheets. ʻO kēia ma muli o ka hoʻohana ʻana i ke ʻano uhi pae wai. E komo ka hopena asphalt i loko o ka mea, i loaʻa i ka ʻili o nā nanosheets silicon kūloko kahi papa pale uhi kalapona. No laila, ma ka hoʻohana ʻana i ka uhi pae wai, me ka loaʻa ʻana o ka hopena uhi ʻāpana lua, hiki ke loaʻa ka hopena uhi kalapona pālua o ka uhi ʻāpana mua. Ua hoʻāʻo ʻia ka pauka kalapona e BET, a ʻo ka hopena o ka hoʻāʻo he 22.3 m2/g.
Ua hoʻokomo ʻia ka pauka kalapona i ka loiloi spectrum ikehu cross-sectional (EDS), a ua hōʻike ʻia nā hopena ma ke Kiʻi 4(a). ʻO ke kumu nui o ka micron he ʻāpana C, e pili ana i ka matrix graphite, a aia ka silicon a me ka oxygen i loko o ka uhi waho. No ka noiʻi hou aku i ke ʻano o ka silicon, ua hana ʻia kahi hoʻāʻo diffraction X-ray (XRD), a ua hōʻike ʻia nā hopena ma ke Kiʻi 4(b). ʻO ka mea i hana nui ʻia me ka graphite a me ka silicon kristal hoʻokahi, me ka ʻole o nā ʻano silicon oxide maopopo, e hōʻike ana ʻo ka ʻāpana oxygen o ka hoʻāʻo spectrum ikehu mai ka oxidation kūlohelohe o ka ʻili silicon. Ua hoʻopaʻa ʻia ka mea hui silicon-carbon ma ke ʻano he S1.
Ua hoʻokomo ʻia ka mea silicon-carbon i hoʻomākaukau ʻia ʻo S1 i nā hoʻokolohua hana hapalua-cell ʻano pihi a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka uku. Ua hōʻike ʻia ke kiʻikuhi hoʻokuʻu-uku mua ma ke Kiʻi 5. ʻO ka mana kikoʻī hoʻohuli ʻia he 1000.8 mAh/g, a ʻo ka pono o ke kaʻina hana mua he 93.9%, ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka pono mua o ka hapa nui o nā mea i hoʻokumu ʻia i ka silicon me ka ʻole o ka pre-lithiation i hōʻike ʻia ma ka palapala. Hōʻike ka pono mua kiʻekiʻe he paʻa kiʻekiʻe ka mea hui silicon-carbon i hoʻomākaukau ʻia. I mea e hōʻoia ai i nā hopena o ka ʻano porous, ka pūnaewele conductive a me ka uhi kalapona ma ke kūpaʻa o nā mea silicon-carbon, ua hoʻomākaukau ʻia ʻelua ʻano o nā mea silicon-carbon me ka ʻole o ka hoʻohui ʻana i ka CNT a me ka ʻole o ka uhi kalapona mua.
ʻO ke ʻano o ka pauka carbonized o ka mea hui silicon-carbon me ka ʻole o ka hoʻohui ʻana i ka CNT e hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 6. Ma hope o ka uhi ʻana o ka pae wai a me ke kalapona ʻana, hiki ke ʻike maopopo ʻia kahi papa uhi ma ka ʻili o nā ʻāpana lua ma ke Kiʻi 6(a). ʻO ka SEM cross-sectional o ka mea carbonized e hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 6(b). ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o nā nanosheets silicon he mau ʻano porous, a ʻo ka hoʻāʻo BET he 16.6 m2/g. Eia naʻe, i hoʻohālikelike ʻia me ka hihia me CNT [e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 3(d), ʻo ka hoʻāʻo BET o kāna pauka carbonized he 22.3 m2/g], ʻoi aku ke kiʻekiʻe o ka nui o ka hoʻopaʻa ʻana o ka nano-silicon i loko, e hōʻike ana e hiki i ka hoʻohui ʻana o CNT ke hoʻolaha i ka hoʻokumu ʻana o kahi ʻano porous. Eia kekahi, ʻaʻohe pūnaewele alakaʻi ʻekolu-dimensional i kūkulu ʻia e CNT. Hoʻopaʻa ʻia ka mea hui silicon-carbon ma ke ʻano he S2.
Ua hōʻike ʻia nā ʻano morphological o ka mea hui silicon-carbon i hoʻomākaukau ʻia e ka uhi kalapona paʻa-phase ma ke Kiʻi 7. Ma hope o ke kalapona ʻana, aia kahi papa uhi maopopo ma luna o ka ʻili, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 7(a). Hōʻike ke Kiʻi 7(b) aia nā nanoparticles ʻano strip ma ka ʻāpana kea, e kūlike ana i nā ʻano morphological o nā nanosheets. ʻO ka hōʻiliʻili ʻana o nā nanosheets e hana i kahi ʻano porous. ʻAʻohe mea hoʻopihapiha maopopo ma luna o ka ʻili o nā nanosheets kūloko, e hōʻike ana ʻo ka uhi kalapona paʻa-phase wale nō e hana i kahi papa uhi kalapona me kahi ʻano porous, a ʻaʻohe papa uhi kūloko no nā nanosheets silicon. Ua hoʻopaʻa ʻia kēia mea hui silicon-carbon ma ke ʻano he S3.
Ua hana ʻia ka hoʻāʻo hoʻouka a hoʻokuʻu ʻana o ka hapalua-kelepona ʻano pihi ma S2 a me S3. ʻO ka mana kikoʻī a me ka pono mua o S2 he 1120.2 mAh/g a me 84.8%, kēlā me kēia, a ʻo ka mana kikoʻī a me ka pono mua o S3 he 882.5 mAh/g a me 82.9%, kēlā me kēia. ʻO ka mana kikoʻī a me ka pono mua o ka hāpana S3 i uhi ʻia i ka pae paʻa ka haʻahaʻa loa, e hōʻike ana ua hana wale ʻia ka uhi kalapona o ka ʻōnaehana porous, a ʻaʻole i hana ʻia ka uhi kalapona o nā nanosheets silicon kūloko, ʻaʻole hiki ke hāʻawi i ka pāʻani piha i ka mana kikoʻī o ka mea i hoʻokumu ʻia i ka silicon a ʻaʻole hiki ke pale i ka ʻili o ka mea i hoʻokumu ʻia i ka silicon. ʻO ka pono mua o ka hāpana S2 me ka ʻole o CNT ua haʻahaʻa hoʻi ma mua o ka mea hui silicon-carbon i loaʻa ka CNT, e hōʻike ana ma ke kumu o kahi papa uhi maikaʻi, ʻo ka pūnaewele alakaʻi a me ke kiʻekiʻe o ka ʻōnaehana porous e kōkua i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono o ka hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka mea silicon-carbon.
Ua hoʻohana ʻia ka mea silicon-carbon S1 e hana i kahi pākahiko piha palupalu liʻiliʻi e nānā i ka hana o ka wikiwiki a me ka hana o ke kaʻina hana. Ua hōʻike ʻia ke kiʻikuhi o ka wikiwiki hoʻokuʻu ma ke Kiʻi 8(a). ʻO nā mana hoʻokuʻu o 0.2C, 0.5C, 1C, 2C a me 3C he 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 a me 1.021 Ah, kēlā me kēia. ʻOi aku ka kiʻekiʻe o ka wikiwiki hoʻokuʻu 1C ma 98.3%, akā hāʻule ka wikiwiki hoʻokuʻu 2C i 73.3%, a hāʻule hou ka wikiwiki hoʻokuʻu 3C i 34.4%. No ka hui pū ʻana me ka hui hoʻololi electrode silicon maikaʻi ʻole, e ʻoluʻolu e hoʻohui iā WeChat: shimobang. Ma ke ʻano o ka wikiwiki hoʻouka ʻana, ʻo nā mana hoʻouka 0.2C, 0.5C, 1C, 2C a me 3C he 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 a me 2.289 Ah, kēlā me kēia. ʻO 96.7% ka nui o ka hoʻouka ʻana o 1C, a hiki nō ka nui o ka hoʻouka ʻana o 2C i 84.3%. Eia nō naʻe, ke nānā nei i ke kaʻina hoʻouka ma ke Kiʻi 8(b), ʻoi aku ka nui o ka paepae hoʻouka 2C ma mua o ka paepae hoʻouka 1C, a ʻo kona mana hoʻouka uila mau no ka hapa nui (55%), e hōʻike ana ua nui loa ka polarization o ka pila hoʻouka hou ʻia 2C. Loaʻa i ka mea silicon-carbon ka hana hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana ma 1C, akā pono e hoʻomaikaʻi hou ʻia nā ʻano kūkulu o ka mea e hoʻokō ai i ka hana kiʻekiʻe. E like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 9, ma hope o 450 mau pōʻaiapuni, ʻo 78% ka nui o ka paʻa ʻana o ka mana, e hōʻike ana i ka hana pōʻaiapuni maikaʻi.
Ua noiʻi ʻia ke kūlana o ka ʻili o ka electrode ma mua a ma hope o ke kaʻina hana e SEM, a ua hōʻike ʻia nā hopena ma ke Kiʻi 10. Ma mua o ke kaʻina hana, ua maopopo ka ʻili o ka graphite a me nā mea silicon-carbon [Kiʻi 10(a)]; ma hope o ke kaʻina hana, ua hana maopopo ʻia kahi papa uhi ma luna o ka ʻili [Kiʻi 10(b)], he kiʻiʻoniʻoni SEI mānoanoa. ʻO ka ʻoʻoleʻa o ke kiʻiʻoniʻoni SEI Kiʻekiʻe ka hoʻohana ʻana i ka lithium hana, ʻaʻole ia e kūpono i ka hana o ke kaʻina hana. No laila, ʻo ka hoʻolaha ʻana i ka hoʻokumu ʻana o kahi kiʻiʻoniʻoni SEI maʻemaʻe (e like me ke kūkulu ʻana i ke kiʻiʻoniʻoni SEI artificial, ka hoʻohui ʻana i nā mea hoʻohui electrolyte kūpono, a me nā mea ʻē aʻe) hiki ke hoʻomaikaʻi i ka hana o ke kaʻina hana. ʻO ka nānā ʻana o ka SEM cross-sectional o nā ʻāpana silicon-carbon ma hope o ke kaʻina hana [Kiʻi 10(c)] e hōʻike ana ua lilo nā nanoparticles silicon ʻano ʻāpana mua i ʻoi aku ka coarser a ua hoʻopau ʻia ke ʻano porous. ʻO ke kumu nui o kēia ma muli o ka hoʻonui mau ʻana o ka leo a me ka ʻūlū ʻana o ka mea silicon-carbon i ka wā o ke kaʻina hana. No laila, pono e hoʻonui hou ʻia ke ʻano porous e hāʻawi i kahi buffer lawa no ka hoʻonui ʻana o ka leo o ka mea silicon-based.
3 Hopena
Ma muli o ka hoʻonui ʻana o ka leo, ka conductivity maikaʻi ʻole a me ka paʻa ʻole o ka interface o nā mea electrode maikaʻi ʻole e pili ana i ka silicon, hana kēia pepa i nā hoʻomaikaʻi i kuhikuhi ʻia, mai ke ʻano o ka morphology o nā nanosheets silicon, ke kūkulu ʻana i ka porous structure, ke kūkulu ʻana i ka pūnaewele conductive a me ka uhi kalapona piha o nā ʻāpana lua holoʻokoʻa, e hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa o nā mea electrode maikaʻi ʻole e pili ana i ka silicon ma ke ʻano holoʻokoʻa. Hiki i ka hōʻiliʻili ʻana o nā nanosheets silicon ke hana i kahi ʻano porous. ʻO ka hoʻolauna ʻana o CNT e hoʻolaha hou aku i ka hoʻokumu ʻana o kahi ʻano porous. ʻO ka mea hui silicon-carbon i hoʻomākaukau ʻia e ka uhi ʻana i ka pae wai he hopena uhi kalapona pālua ma mua o ka mea i hoʻomākaukau ʻia e ka uhi ʻana i ka pae paʻa, a hōʻike i ka hiki kikoʻī kiʻekiʻe a me ka pono mua. Eia kekahi, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka pono mua o ka mea hui silicon-carbon i loaʻa ka CNT ma mua o ka mea me ka ʻole o CNT, ʻo ia hoʻi ma muli o ke kiʻekiʻe o ka hiki o ka ʻano porous ke hōʻoluʻolu i ka hoʻonui ʻana o ka leo o nā mea e pili ana i ka silicon. ʻO ka hoʻolauna ʻana o CNT e kūkulu i kahi pūnaewele conductive ʻekolu-dimensional, hoʻomaikaʻi i ka conductivity o nā mea e pili ana i ka silicon, a hōʻike i ka hana maikaʻi maikaʻi ma 1C; a hōʻike ka mea i ka hana pōʻaiapuni maikaʻi. Eia nō naʻe, pono e hoʻoikaika hou ʻia ka ʻano porous o ka mea e hāʻawi i kahi lawa buffer no ka hoʻonui ʻana o ka nui o ka silicon, a paipai i ka hoʻokumu ʻana o kahi laumania.a me ka ʻiliʻili SEI mānoanoa e hoʻomaikaʻi hou aku i ka hana pōʻaiapuni o ka mea hui silicon-carbon.
Hoʻolako pū mākou i nā huahana graphite a me silicon carbide kiʻekiʻe-maʻemaʻe, kahi i hoʻohana nui ʻia i ka hana wafer e like me ka oxidation, diffusion, a me ka annealing.
Hoʻokipa i nā mea kūʻai mai nā wahi a puni o ka honua e kipa mai iā mākou no kahi kūkākūkā hou aku!
https://www.vet-china.com/
Ka manawa hoʻouna: Nov-13-2024