Baytariyada Lithium-ion waxay inta badan ku kobcayaan jihada cufnaanta tamarta sare. Heerkulka qolka, walxaha elektroodka taban ee ku salaysan silikoon waxay ku dahaaran yihiin lithium si ay u soo saaraan badeecad Li3.75Si ah oo lithium-ka hodanka ku ah, oo leh awood gaar ah oo ilaa 3572 mAh/g ah, taas oo aad uga sarreysa awoodda gaarka ah ee aragtiyeed ee elektroodka taban ee graphite 372 mAh/g. Si kastaba ha ahaatee, inta lagu jiro habka dallacaadda iyo sii deynta ee soo noqnoqda ee walxaha elektroodka taban ee ku salaysan silikoon, isbeddelka wejiga ee Si iyo Li3.75Si wuxuu soo saari karaa ballaarin mugga weyn (qiyaastii 300%), taas oo horseedi doonta budada qaab-dhismeedka ee walxaha elektroodka iyo sameynta joogtada ah ee filimka SEI, ugu dambayntiina waxay sababi doontaa in awoodda ay si degdeg ah hoos ugu dhacdo. Warshadu waxay inta badan horumarisaa waxqabadka walxaha elektroodka taban ee ku salaysan silikoon iyo xasilloonida baytariyada ku salaysan silikoon iyada oo loo marayo cabbirka nano, dahaarka kaarboonka, sameynta daloolka iyo teknoolojiyada kale.
Walxaha kaarboonku waxay leeyihiin walaxyo wanaagsan, kharash yar, iyo ilo ballaaran. Waxay hagaajin karaan walaxyada iyo xasilloonida dusha sare ee walxaha ku salaysan silikoon. Waxaa si doorbid leh loogu isticmaalaa sidii wax lagu daro hagaajinta waxqabadka ee elektroodhada taban ee ku salaysan silikoon. Walxaha silikoon-kaarboonku waa jihada ugu weyn ee horumarinta elektroodhada taban ee ku salaysan silikoon. Dahaarka kaarboonku wuxuu hagaajin karaa xasilloonida dusha sare ee walxaha ku salaysan silikoon, laakiin awooddiisa uu ku joojin karo ballaarinta mugga silikoonku waa mid guud mana xallin karo dhibaatada ballaarinta mugga silikoon. Sidaa darteed, si loo hagaajiyo xasilloonida walxaha ku salaysan silikoon, waxaa loo baahan yahay in la dhiso qaab-dhismeedyo daloolsan. Shilling kubbadda waa hab warshadeed oo loogu talagalay diyaarinta nanomaterials. Waxyaabaha lagu daro ama qaybaha walxaha waxaa lagu dari karaa slurry-ka laga helo shiididda kubbadda iyadoo loo eegayo shuruudaha naqshadeynta walxaha isku dhafan. Slurry-ku si siman ayaa loogu kala firdhiyaa slurry-yada kala duwan waxaana lagu buufiyaa buufin. Inta lagu jiro habka qalajinta degdegga ah, nanoparticles-ka iyo qaybaha kale ee slurry-ka waxay si iskood ah u samayn doonaan astaamo qaab-dhismeed daloolsan. Warqaddani waxay isticmaashaa farsamada wax lagu qodo kubbadda iyo qalajinta buufinta si loo diyaariyo walxaha daloolsan ee ku salaysan silikoon.
Waxqabadka walxaha ku salaysan silikoon waxaa sidoo kale lagu hagaajin karaa iyadoo la nidaaminayo qaab-dhismeedka iyo astaamaha qaybinta ee walxaha silikoon. Waqtigan xaadirka ah, walxaha ku salaysan silikoon oo leh qaabab kala duwan iyo astaamo qaybinta ayaa la diyaariyey, sida nanorods-ka silikoon, nanosilicon-ka godan ee ku dhex jira nanosilicon, nanosilicon-ka ku baahsan meelaha kaarboonka, qaab-dhismeedka godan ee silikoon/graphene, iwm. Isla miisaankaas, marka la barbar dhigo nanoparticles-ka, nanosheet-yadu si fiican ayay u xakamayn karaan dhibaatada burburinta ee ay keento ballaarinta mugga, walaxduna waxay leedahay cufnaan isku-dhafan oo sare. Isku-ururinta aan habboonayn ee nanosheet-yadu waxay sidoo kale samayn kartaa qaab-dhismeed godan. Si loogu biiro kooxda isweydaarsiga elektroodka taban ee silikoon. Bixi meel kayd ah oo loogu talagalay ballaarinta mugga ee walxaha silikoon. Soo bandhigida nanotubes-ka kaarboon (CNTs) ma aha oo kaliya inay hagaajin karto socodka walxaha, laakiin sidoo kale waxay kor u qaadi kartaa sameynta qaab-dhismeedka godan ee walxaha sababtoo ah astaamaha hal-cabbir ee qaab-dhismeedka. Ma jiraan warbixino ku saabsan qaab-dhismeedka godan ee ay dhiseen nanosheet-yada silikoon iyo CNTs. Warqaddani waxay qaadanaysaa habka warshadaha ee lagu farsameeyo shiididda kubbadda, shiididda iyo kala firdhinta, qalajinta buufinta, dahaarka kaarboonka kahor iyo hababka kalsiyumaynta, waxayna soo bandhigaysaa dhiirrigeliyeyaasha daloolsan ee habka diyaarinta si ay u diyaariyaan walxaha elektroodka taban ee ku salaysan silikoon ee daloolsan oo ay sameeyeen is-ururinta nanosheets-ka silikoon iyo CNT-yada. Habka diyaarinta waa mid fudud, deegaan ahaan u fiican, mana jiraan wax haraaga qashinka ah ama qashinka ah oo la soo saaray. Waxaa jira warbixino badan oo suugaaneed oo ku saabsan dahaarka kaarboon ee walxaha ku salaysan silikoon, laakiin waxaa jira doodo qoto dheer oo yar oo ku saabsan saameynta dahaarka. Warqaddani waxay u isticmaashaa laamiga isha kaarboonka si ay u baarto saameynta laba hab oo dahaarka kaarboon ah, dahaarka marxaladda dareeraha ah iyo dahaarka marxaladda adag, saamaynta dahaarka iyo waxqabadka walxaha elektroodka taban ee ku salaysan silikoon.
1 Tijaabo
1.1 Diyaarinta Agabka
Diyaarinta walxaha isku-dhafka ah ee silikoon-kaarboonka daloolsan waxay inta badan ka kooban tahay shan tallaabo: shiididda kubbadda, shiididda iyo kala-baxa, qalajinta buufinta, dahaarka kaarboonka kahor iyo kaarboonaynta. Marka hore, miisaan 500 g oo ah budada silikoon ee bilowga ah (gudaha, 99.99% daahirnimo), ku dar 2000 g oo isopropanol ah, oo samee shiididda kubbadda qoyan xawaare shiididda kubbadda ah oo ah 2000 r/daqiiqo muddo 24 saacadood ah si aad u hesho slurry silikoon ah oo nano-scale ah. slurry-ka silikoon ee la helay waxaa loo wareejiyaa haan wareejin ah, agabkana waxaa lagu daraa iyadoo loo eegayo saamiga cufka silikoon: graphite (lagu soo saaro Shanghai, heerka baytariga): nanotubes-ka kaarboonka (lagu soo saaro Tianjin, heerka baytariga): polyvinyl pyrrolidone (lagu soo saaro Tianjin, heerka falanqaynta) = 40:60:1.5:2. Isopropanol waxaa loo isticmaalaa in lagu hagaajiyo waxa ku jira adag, waxa ku jirana adagna waxaa loogu talagalay inuu noqdo 15%. Shiididda iyo kala-baxa waxaa lagu sameeyaa xawaare kala-bax ah oo ah 3500 r/daqiiqo muddo 4 saacadood ah. Koox kale oo slurry ah iyada oo aan lagu darin CNTs ayaa la barbar dhigayaa, walxaha kalena waa isku mid. Budada la helay ee kala firdhisan ayaa markaa loo wareejiyaa haan lagu qalajiyo buufin, qalajinta buufintana waxaa lagu sameeyaa jawi ay nitrogen-ku ilaaliso, iyadoo heerkulka gelitaanka iyo ka bixiddu ay yihiin 180 iyo 90 °C, siday u kala horreeyaan. Kadib laba nooc oo dahaarka kaarboon ah ayaa la barbar dhigay, dahaarka wejiga adag iyo dahaarka wejiga dareeraha ah. Habka dahaarka wejiga adag waa: budada lagu buufiyo waxaa lagu qasaa budada asfalt 20% (laga sameeyay Kuuriya, D50 waa 5 μm), lagu qasay isku darka farsamada muddo 10 daqiiqo ah, xawaaraha isku darkana waa 2000 r/daqiiqo si loo helo budada hore loo dahaadhay. Habka dahaarka wejiga dareeraha ah waa: budada lagu buufiyo ee la qalajiyey waxaa lagu daraa xal xylene ah (laga sameeyay Tianjin, heerka falanqaynta) oo ka kooban 20% asfalt oo ku milmay budada iyadoo ay ku jirto walxo adag oo ah 55%, ka dibna faakiyuumku si siman ayuu u walaaqayaa. Ku dub foorno faaruq ah oo heerkulkeedu yahay 85℃ muddo 4 saacadood ah, ku rid qasacad farsamo si loogu qaso, xawaaraha isku darka waa 2000 r/daqiiqo, waqtiga isku darkana waa 10 daqiiqo si loo helo budada hore loo dahaadhay. Ugu dambeyntii, budada hore loo dahaadhay waxaa lagu shubay foorno wareeg ah oo hoos timaada jawi nitrogen ah heer kuleyl ah oo ah 5°C/daqiiqo. Markii hore waxaa lagu hayay heerkul joogto ah oo ah 550°C muddo 2 saacadood ah, ka dibna waxaa la sii waday in la kululeeyo ilaa 800°C waxaana lagu hayay heerkul joogto ah muddo 2 saacadood ah, ka dibna si dabiici ah ayaa loo qaboojiyey ilaa ka hooseeya 100°C waxaana la sii daayay si loo helo walxo isku dhafan oo silicon-kaarboon ah.
1.2 Hababka Astaamaha
Qaybinta cabbirka walxaha waxaa lagu falanqeeyay iyadoo la adeegsanayo tijaabiye cabbirka walxaha (nooca Mastersizer 2000, oo laga sameeyay UK). Budada laga helay tallaabo kasta waxaa lagu tijaabiyay iyadoo la sawirayo mikroskoobka elektarooniga ah (Regulus8220, oo laga sameeyay Japan) si loo baaro qaab-dhismeedka iyo cabbirka budada. Qaab-dhismeedka wejiga ee walxaha waxaa lagu falanqeeyay iyadoo la adeegsanayo falanqeeye kala-soocidda budada X-ray (D8 ADVANCE, oo laga sameeyay Jarmalka), halabuurka walxahana waxaa lagu falanqeeyay iyadoo la adeegsanayo falanqeeye kala-soocidda tamarta. Walxaha isku-dhafka ah ee silicon-kaarboonka ee la helay waxaa loo isticmaalay in lagu sameeyo badh unug oo badh ah oo ka mid ah nooca CR2032, iyo saamiga cufnaanta ee silicon-kaarboonka: SP: CNT: CMC: SBR wuxuu ahaa 92:2:2:1.5:2.5. Elektroodka ka-hortagga waa xaashi bir ah oo lithium ah, elektroolku waa elektroodka ganacsiga (nooca 1901, oo laga sameeyay Kuuriya), Celgard 2320 diaphragm ayaa la isticmaalaa, heerka danabka dallacaadda iyo dallacaadda waa 0.005-1.5 V, heerka dallacaadda iyo dallacaadda waa 0.1 C (1C = 1A), iyo heerka dallacaadda ee dallacaadda waa 0.05 C.
Si loo sii baaro waxqabadka walxaha isku-dhafka ah ee silicon-ka iyo kaarboonka, waxaa la sameeyay baytari yar oo jilicsan oo la dahaadhay 408595. Elektroodka togan wuxuu adeegsadaa NCM811 (oo lagu sameeyay Hunan, heerka baytariga), elektroodka taban waxaa lagu dahaadhay 8% walxo silikoon-kaarboon ah. Qaaciddada isku-darka elektroodka togan waa 96% NCM811, 1.2% polyvinylidene fluoride (PVDF), 2% wakiilka gudbiyaha SP, 0.8% CNT, iyo NMP waxaa loo isticmaalaa kala firdhiye; qaaciddada isku-darka elektroodka taban waa 96% walxo isku-dhafan oo elektroodka taban ah, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, biyahana waxaa loo isticmaalaa kala firdhiye ahaan. Ka dib markii la walaaqo, la dahaadho, la rogo, la jaro, la dahaadho, alxanka tabka, baakadaha, dubista, duritaanka dareeraha, sameynta iyo qaybinta awoodda, waxaa la diyaariyey baytariyada yaryar ee jilicsan ee la dahaadhay 408595 oo leh awood qiimeyn ah oo ah 3 Ah. Waxqabadka heerka 0.2C, 0.5C, 1C, 2C iyo 3C iyo waxqabadka wareegga ee dallacaadda 0.5C iyo dallacaadda 1C ayaa la tijaabiyay. Kala duwanaanshaha danabka dallacaadda iyo dallacaadda waxay ahaayeen 2.8-4.2 V, dallacaadda hadda jirta iyo dallacaadda danabka joogtada ah, halka hirarka goynta uu ahaa 0.5C.
2 Natiijooyinka iyo Doodda
Budada silikoon ee bilowga ah waxaa lagu arkay iyadoo la sawirayo mikroskoobka elektarooniga ah (SEM). Budada silikoonku waxay ahayd mid aan caadi ahayn oo leh cabbir walax ah oo ka yar 2μm, sida ku cad Jaantuska 1(a). Ka dib markii la shiilay kubbadda, cabbirka budada silikoonku si weyn ayaa loo dhimay ilaa 100 nm [Jaantuska 1(b)]. Tijaabada cabbirka walaxda waxay muujisay in D50 ee budada silikoon ka dib markii la shiilay kubbadda uu ahaa 110 nm D90-na uu ahaa 175 nm. Baaritaan taxaddar leh oo lagu sameeyay qaab-dhismeedka budada silikoon ka dib markii la shiilay kubbadda ayaa muujinaya qaab-dhismeed jajaban (samaynta qaab-dhismeedka jajaban waxaa si dheeraad ah looga xaqiijin doonaa SEM-ka isgoyska ah ka dib). Sidaa darteed, xogta D90 ee laga helay tijaabada cabbirka walaxda waa inay noqotaa cabbirka dhererka walaxda nano. Marka lagu daro natiijooyinka SEM, waxaa la go'aamin karaa in cabbirka walaxda nano ee la helay uu ka yar yahay qiimaha muhiimka ah ee 150 nm ee jabitaanka budada silikoon inta lagu jiro dallacaadda iyo sii deynta ugu yaraan hal cabbir. Samaynta qaab-dhismeedka jajaban waxaa inta badan sabab u ah tamar kala-goynta kala duwan ee diyaaradaha kiristaalka ee silikoonka kiristaalka ah, kuwaas oo diyaaradda silikoonku ay leedahay tamar kala-goyn ka hooseysa diyaaradaha kiristaalka ee {100} iyo {110}. Sidaa darteed, diyaaradda kiristaalka ah si fudud ayaa loo khafiifiyaa iyadoo la shiido kubbad, ugu dambayntiina waxay samaysaa qaab-dhismeed jajaban. Qaab-dhismeedka jajaban wuxuu ku habboon yahay ururinta qaab-dhismeedka dabacsan, wuxuu kaydiyaa meel loogu talagalay ballaarinta mugga silikoon, wuxuuna hagaajiyaa xasilloonida agabka.
Buufinta ay ku jiraan nano-silicon, CNT iyo graphite ayaa la buufiyay, budadana ka hor iyo ka dib buufinta waxaa baaray SEM. Natiijooyinka waxaa lagu muujiyay Jaantuska 2. Matrix-ka garaafka ee lagu daray ka hor buufinta waa qaab-dhismeed caadi ah oo jajaban oo cabbirkiisu yahay 5 ilaa 20 μm [Jaantuska 2(a)]. Tijaabada qaybinta cabbirka walxaha ee garaafka ayaa muujinaysa in D50 uu yahay 15 μm. Budada la helay ka dib buufinta waxay leedahay qaab-dhismeed wareegsan [Jaantuska 2(b)], waxaana la arki karaa in garaafka lagu dahaadhay lakabka dahaarka ka dib buufinta. D50 ee budada ka dib buufinta waa 26.2 μm. Astaamaha qaab-dhismeedka walxaha labaad waxaa arkay SEM, taasoo muujinaysa astaamaha qaab-dhismeed daloolo dabacsan oo ay ururiyeen walxaha nano [Jaantuska 2(c)]. Qaab-dhismeedka daloolada leh wuxuu ka kooban yahay nanosheets silicon iyo CNTs oo isku xiran [Jaantuska 2(d)], aagga dusha sare ee tijaabada gaarka ah (BET) wuxuu u sarreeyaa 53.3 m2/g. Sidaa darteed, ka dib buufinta, nanosheets-ka silicon iyo CNT-yadu way is-urursadaan si ay u sameeyaan qaab-dhismeed daloolo leh.
Lakabka daloolada leh waxaa lagu daaweeyay dahaadh dareere ah oo kaarboon ah, ka dib markii lagu daray dahaadh horudhac ah oo kaarboon ah iyo kaarboonayn, indha-indheynta SEM ayaa la sameeyay. Natiijooyinka waxaa lagu muujiyay Jaantuska 3. Ka dib marka la dahaadho kaarboon, dusha sare ee walxaha labaad waxay noqotaa mid siman, iyadoo leh lakab dahaadh oo muuqda, dahaadhkuna waa dhammaystiran yahay, sida ku cad Jaantusyada 3(a) iyo (b). Ka dib marka la dahaadho kaarboonayn, lakabka dahaarka dusha sare wuxuu ilaaliyaa xaalad dahaadh oo wanaagsan [Jaantuska 3(c)]. Intaa waxaa dheer, sawirka SEM ee isgoyska ah wuxuu muujinayaa nanoparticles qaabaysan oo qaabaysan [Jaantuska 3(d)], kaas oo u dhigma astaamaha qaab-dhismeedka nanosheetyada, isagoo si dheeraad ah u xaqiijinaya sameynta nanosheetyada silikoon ka dib marka la shiido kubbadaha. Intaa waxaa dheer, Jaantuska 3(d) wuxuu muujinayaa in ay jiraan buuxiyeyaal u dhexeeya nanosheetyada qaarkood. Tani waxay inta badan sabab u tahay isticmaalka habka dahaarka marxaladda dareeraha ah. Xalka laamiga ah wuxuu geli doonaa walxaha, si dusha sare ee nanosheetyada silikoon ee gudaha uu u helo lakab ilaalin ah oo dahaadh kaarboon ah. Sidaa darteed, iyadoo la isticmaalayo dahaarka wejiga dareeraha ah, marka lagu daro helitaanka saameynta dahaarka walxaha labaad, saameynta dahaarka kaarboonka ee labanlaabka ah ee dahaarka walxaha aasaasiga ah ayaa sidoo kale la heli karaa. Budada kaarboonaysan waxaa tijaabiyay BET, natiijada tijaabadana waxay ahayd 22.3 m2/g.
Budada kaarboonaysan waxaa lagu sameeyay falanqaynta iskutallaabta tamarta (EDS), natiijooyinkana waxaa lagu muujiyay Jaantuska 4(a). Xudunta cabbirka micron-ka waa qaybta C, oo u dhiganta matrix-ka garaafka, dahaarka dibaddana wuxuu ka kooban yahay silikoon iyo oksijiin. Si loo sii baaro qaab-dhismeedka silikoon, waxaa la sameeyay tijaabo kala-soocidda X-ray (XRD), natiijooyinkana waxaa lagu muujiyay Jaantuska 4(b). Maaddadu waxay inta badan ka kooban tahay silikoon garaaf iyo silikoon hal-kristaal ah, iyada oo aan lahayn astaamo silikoon oksaydh oo muuqda, taasoo muujinaysa in qaybta oksijiinta ee tijaabada kala-soocidda tamarta ay inta badan ka timaado oksaydhaynta dabiiciga ah ee dusha sare ee silikoon. Maaddada isku-dhafka silikoon-kaarboonka waxaa loo duubay S1.
Walxaha silicon-ka-kaarboon ee la diyaariyey ee S1 waxaa lagu sameeyay tijaabooyin wax soo saar nus unug oo nooca badhanka ah iyo tijaabooyinka dheecaanka dallacaadda. Qalooca dallacaadda ee ugu horreeya waxaa lagu muujiyay Jaantuska 5. Awoodda gaarka ah ee la rogi karo waa 1000.8 mAh/g, waxtarka wareegga koowaadna wuxuu gaarayaa 93.9%, taasoo ka sarreysa waxtarka ugu horreeya ee inta badan walxaha ku salaysan silicon iyada oo aan lahayn sharraxaad hore oo lagu soo sheegay suugaanta. Waxtarka ugu horreeya ee ugu sarreeya wuxuu tilmaamayaa in walxaha isku-dhafka ah ee silicon-kaarboon ee la diyaariyey ay leeyihiin xasillooni sare. Si loo xaqiijiyo saameynta qaab-dhismeedka daloolada leh, shabakadda gudbisa iyo dahaarka kaarboon ee xasilloonida walxaha silicon-kaarboon, laba nooc oo walxaha silicon-kaarboon ah ayaa la diyaariyey iyada oo aan lagu darin CNT iyo iyada oo aan lahayn dahaarka kaarboon ee aasaasiga ah.
Qaab-dhismeedka budada kaarboonaysan ee walxaha isku-dhafan ee silikoon-kaarboonaysan iyada oo aan lagu darin CNT waxaa lagu muujiyay Jaantuska 6. Ka dib dahaarka wejiga dareeraha ah iyo kaarboonaynta, lakab dahaadh ah ayaa si cad looga arki karaa dusha sare ee walxaha labaad ee Jaantuska 6(a). SEM-ka isgoyska ee walxaha kaarboonaysan waxaa lagu muujiyay Jaantuska 6(b). Isku-darka xaashida nano-kaarboonaysan waxay leedahay astaamo daloolsan, tijaabada BET-na waa 16.6 m2/g. Si kastaba ha ahaatee, marka la barbar dhigo kiiska CNT [sida lagu muujiyey Jaantuska 3(d), tijaabada BET ee budada kaarboonaysan waa 22.3 m2/g], cufnaanta is-ururinta nano-silicon ee gudaha ayaa ka sarreysa, taasoo muujinaysa in ku darista CNT ay kor u qaadi karto sameynta qaab-dhismeed daloolsan. Intaa waxaa dheer, walaxdu ma laha shabakad saddex-geesood ah oo gudbisa oo ay dhistay CNT. Walxaha isku-dhafan ee silikoon-kaarboonaysan waxaa loo duubay S2.
Astaamaha qaab-dhismeedka ee walxaha isku-dhafka ah ee silicon-ka iyo kaarboon ee lagu diyaariyey dahaarka kaarboon ee marxaladda adag waxaa lagu muujiyey Jaantuska 7. Ka dib kaarboonaynta, waxaa dusha sare ku yaal lakab dahaadh oo muuqda, sida ku cad Jaantuska 7(a). Jaantuska 7(b) wuxuu muujinayaa in ay jiraan nanoparticles qaab-xariiq leh oo ku jira qaybta iskutallaabta, taas oo u dhiganta astaamaha qaab-dhismeedka ee nanosheets. Uruurinta nanosheets waxay samaysaa qaab-dhismeed dalool leh. Ma jiro buuxin cad oo dusha sare ee nanosheets gudaha ah, taasoo muujinaysa in dahaarka kaarboon ee marxaladda adag uu sameeyo oo keliya lakab dahaadh kaarboon ah oo leh qaab-dhismeed dalool leh, mana jiro lakab dahaadh gudaha ah oo loogu talagalay nanosheets silicon. Maaddadan isku-dhafka ah ee silicon-ka iyo kaarboon waxaa loo duubay S3.
Tijaabada dallacaadda nuska unugyada iyo sii deynta nooca badhanka ah waxaa lagu sameeyay S2 iyo S3. Awoodda gaarka ah iyo hufnaanta koowaad ee S2 waxay ahaayeen 1120.2 mAh/g iyo 84.8%, siday u kala horreeyaan, awoodda gaarka ah iyo hufnaanta koowaad ee S3 waxay ahaayeen 882.5 mAh/g iyo 82.9%, siday u kala horreeyaan. Awoodda gaarka ah iyo hufnaanta koowaad ee muunadda S3 ee wejiga adag lagu dahaadhay ayaa ahayd tan ugu hooseysa, taasoo muujinaysa in dahaarka kaarboonka oo keliya ee qaab-dhismeedka daloolsan la sameeyay, dahaarka kaarboonka ee nanosheetyada silikoon ee gudaha aan la samayn, taas oo aan si buuxda u siin karin awood gaar ah oo walxaha ku salaysan silikoon mana ilaalin karin dusha sare ee walxaha ku salaysan silikoon. Hufnaanta koowaad ee muunadda S2 ee aan lahayn CNT ayaa sidoo kale ka hooseysay tan walxaha isku-dhafka ah ee silikoon-kaarboonka oo ka kooban CNT, taasoo tilmaamaysa in iyadoo lagu saleynayo lakab dahaadh wanaagsan, shabakadda gudbisa iyo heer sare oo qaab-dhismeed daloolsan ay ku habboon yihiin hagaajinta hufnaanta dallacaadda iyo sii deynta ee walxaha silikoon-kaarboonka.
Walxaha silikoon-kaarboon ee S1 ayaa loo isticmaalay in lagu sameeyo baytari yar oo jilicsan oo buuxa si loo baaro waxqabadka heerka iyo waxqabadka wareegga. Qalooca heerka sii deynta waxaa lagu muujiyay Jaantuska 8(a). Awoodda sii deynta ee 0.2C, 0.5C, 1C, 2C iyo 3C waa 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 iyo 1.021 Ah, siday u kala horreeyaan. Heerka sii deynta 1C waa mid aad u sarreeya ilaa 98.3%, laakiin heerka sii deynta 2C wuxuu hoos ugu dhacayaa 73.3%, heerka sii deynta 3C wuxuu hoos ugu dhacayaa 34.4%. Si aad ugu biirto kooxda isdhaafsiga elektroodka ee silikoonka taban, fadlan ku dar WeChat: shimobang. Marka la eego heerka dallacaadda, awoodaha dallacaadda 0.2C, 0.5C, 1C, 2C iyo 3C waa 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 iyo 2.289 Ah, siday u kala horreeyaan. Heerka dallacaadda 1C waa 96.7%, heerka dallacaadda 2C-na wali wuxuu gaarayaa 84.3%. Si kastaba ha ahaatee, iyadoo la eegayo qalooca dallacaadda ee Jaantuska 8(b), goobta dallacaadda 2C aad ayuu uga weyn yahay goobta dallacaadda 1C, awoodda dallacaadda danabkuna waxay u dhigantaa inta badan (55%), taasoo muujinaysa in kala-goynta batteriga dib loo dallacayo ee 2C ay horeyba aad u weyn tahay. Maaddada silikoon-kaarboon waxay leedahay waxqabad dallacaad iyo dallacaad oo wanaagsan oo 1C ah, laakiin astaamaha qaab-dhismeedka ee maaddadu waxay u baahan yihiin in si dheeraad ah loo hagaajiyo si loo gaaro waxqabad heer sare ah. Sida ka muuqata Jaantuska 9, ka dib 450 wareeg, heerka haysashada awoodda waa 78%, taasoo muujinaysa waxqabad wareeg oo wanaagsan.
Xaaladda dusha sare ee elektroodka ka hor iyo ka dib wareegga waxaa baaray SEM, natiijooyinkana waxaa lagu muujiyay Jaantuska 10. Kahor wareegga, dusha sare ee walxaha garaafka iyo silicon-kaarboon waa cad yahay [Jaantuska 10(a)]; ka dib wareegga, lakab dahaadh ah ayaa si cad looga soo saaraa dusha sare [Jaantuska 10(b)], kaas oo ah filim SEI qaro weyn. Qalafsanaanta filimka SEI Isticmaalka lithium-ka firfircoon waa mid sarreeya, kaas oo aan ku habboonayn waxqabadka wareegga. Sidaa darteed, kor u qaadista sameynta filim SEI oo siman (sida dhismaha filimka SEI ee macmal ah, ku darista waxyaabaha ku habboon elektrooliga, iwm.) waxay hagaajin kartaa waxqabadka wareegga. U kuurgalka SEM ee qaybaha isgoyska ah ee walxaha silicon-kaarboon ka dib wareegga [Jaantuska 10(c)] wuxuu muujinayaa in nanoparticles-ka silicon-ka ee asalka ah ee qaabaysan ay noqdeen kuwo qallafsan qaab-dhismeedka dalooladana asal ahaan la tirtiray. Tani waxay inta badan sabab u tahay ballaarinta mugga joogtada ah iyo isku-soo-ururinta walxaha silicon-kaarboon inta lagu jiro wareegga. Sidaa darteed, qaab-dhismeedka daloolada leh ayaa loo baahan yahay in la sii wanaajiyo si loo bixiyo meel ku filan oo kayd ah oo loogu talagalay ballaarinta mugga ee walxaha ku salaysan silicon.
3 Gunaanad
Iyada oo ku saleysan ballaarinta mugga, hufnaanta la'aanta iyo xasilloonida isku-xirka liidata ee agabka elektroodka taban ee ku salaysan silikoon, warqaddani waxay samaysaa horumarin la beegsanayo, laga bilaabo qaab-dhismeedka qaab-dhismeedka nanosheetyada silikoon, dhismaha qaab-dhismeedka daloolsan, dhismaha shabakadda hawo-qaadista iyo dahaarka kaarboonka oo dhammaystiran ee dhammaan walxaha labaad, si loo hagaajiyo xasilloonida agabka elektroodka taban ee ku salaysan silikoon guud ahaan. Uruurinta nanosheetyada silikoon waxay samayn kartaa qaab-dhismeed daloolsan. Soo bandhigidda CNT waxay sii horumarin doontaa sameynta qaab-dhismeed daloolsan. Agabka isku-dhafka ah ee silikoon-kaarboon ee ay diyaarisay dahaarka wejiga dareeraha ah wuxuu leeyahay saameyn dahaar kaarboon labanlaab ah marka loo eego kan ay diyaarisay dahaarka wejiga adag, waxayna muujinaysaa awood gaar ah oo sare iyo hufnaan koowaad. Intaa waxaa dheer, hufnaanta koowaad ee agabka isku-dhafka ah ee silikoon-kaarboon ee ka kooban CNT ayaa ka sarreysa kan aan lahayn CNT, taas oo inta badan sabab u ah heerka sare ee awoodda qaab-dhismeedka daloolsan ee ay u leedahay inay yareyso ballaarinta mugga agabka ku salaysan silikoon. Soo bandhigidda CNT waxay dhisi doontaa shabakad saddex-geesood ah oo hawo-qaadis ah, waxay hagaajin doontaa hufnaanta agabka ku salaysan silikoon, waxayna muujin doontaa waxqabad heer sare ah 1C; agabkuna wuxuu muujinayaa waxqabad wareeg oo wanaagsan. Si kastaba ha ahaatee, qaab-dhismeedka daloolada leh ee walaxda ayaa u baahan in la sii xoojiyo si loo helo meel ku filan oo kayd ah si loogu ballaariyo mugga silikoon, loona hormariyo sameynta simaniyo filim SEI ah oo cufan si loo sii wanaajiyo waxqabadka wareegga ee walxaha isku-dhafka ah ee silicon-carbon.
Waxaan sidoo kale bixinnaa alaabada graphite-ka saafiga ah iyo silicon carbide-ka, kuwaas oo si weyn loogu isticmaalo habaynta wafer-ka sida oksaydhka, faafinta, iyo annealing-ka.
Ku soo dhawoow macaamiil kasta oo ka kala yimid daafaha dunida si ay noo soo booqdaan si aan u yeelano dood dheeraad ah!
https://www.vet-china.com/
Waqtiga boostada: Noofambar-13-2024