Betri za Lithiamu-ion zinakua hasa katika mwelekeo wa msongamano mkubwa wa nishati. Katika halijoto ya kawaida, vifaa vya elektrodi hasi inayotegemea silikoni huchanganywa na lithiamu ili kutoa awamu ya Li3.75Si yenye bidhaa nyingi za lithiamu, yenye uwezo maalum wa hadi 3572 mAh/g, ambayo ni kubwa zaidi kuliko uwezo maalum wa kinadharia wa elektrodi hasi ya grafiti 372 mAh/g. Hata hivyo, wakati wa mchakato wa kuchaji na kutoa mara kwa mara vifaa vya elektrodi hasi inayotegemea silikoni, mabadiliko ya awamu ya Si na Li3.75Si yanaweza kutoa upanuzi mkubwa wa ujazo (karibu 300%), ambao utasababisha unga wa kimuundo wa vifaa vya elektrodi na uundaji endelevu wa filamu ya SEI, na hatimaye kusababisha uwezo kushuka haraka. Sekta hii inaboresha zaidi utendaji wa vifaa vya elektrodi hasi inayotegemea silikoni na uthabiti wa betri zinazotegemea silikoni kupitia ukubwa wa nano, mipako ya kaboni, uundaji wa vinyweleo na teknolojia zingine.
Vifaa vya kaboni vina upitishaji mzuri wa umeme, gharama ya chini, na vyanzo vingi. Vinaweza kuboresha upitishaji umeme na uthabiti wa uso wa vifaa vinavyotokana na silicon. Vinatumiwa vyema kama viongezeo vya uboreshaji wa utendaji kwa elektrodi hasi zinazotokana na silicon. Vifaa vya silicon-kaboni ndio mwelekeo mkuu wa maendeleo ya elektrodi hasi zinazotokana na silicon. Mipako ya kaboni inaweza kuboresha uthabiti wa uso wa vifaa vinavyotokana na silicon, lakini uwezo wake wa kuzuia upanuzi wa ujazo wa silicon ni wa jumla na hauwezi kutatua tatizo la upanuzi wa ujazo wa silicon. Kwa hivyo, ili kuboresha uthabiti wa vifaa vinavyotokana na silicon, miundo yenye vinyweleo inahitaji kujengwa. Kusaga mpira ni njia ya viwandani ya kuandaa nanomaterials. Viongezeo tofauti au vipengele vya nyenzo vinaweza kuongezwa kwenye tope linalopatikana kwa kusaga mpira kulingana na mahitaji ya muundo wa nyenzo mchanganyiko. Tope hutawanywa sawasawa kupitia tope mbalimbali na kukaushwa kwa dawa. Wakati wa mchakato wa kukausha papo hapo, nanochembe na vipengele vingine kwenye tope vitaunda sifa za kimuundo zenye vinyweleo. Karatasi hii inatumia teknolojia ya kusaga mpira yenye viwanda na rafiki kwa mazingira na kukausha dawa ili kuandaa vifaa vinavyotokana na silicon vyenye vinyweleo.
Utendaji wa vifaa vinavyotegemea silikoni pia unaweza kuboreshwa kwa kudhibiti mofolojia na sifa za usambazaji wa nanomaterials za silikoni. Kwa sasa, vifaa vinavyotegemea silikoni vyenye mofolojia mbalimbali na sifa za usambazaji vimetayarishwa, kama vile nanorods za silikoni, nanosilicon iliyopachikwa kwenye grafiti, nanosilicon iliyosambazwa katika nyanja za kaboni, miundo yenye vinyweleo vya safu ya silikoni/grafini, n.k. Kwa kiwango sawa, ikilinganishwa na nanochembechembe, nanosheets zinaweza kukandamiza vyema tatizo la kusagwa linalosababishwa na upanuzi wa ujazo, na nyenzo hiyo ina msongamano mkubwa wa mgandamizo. Mrundikano usio na mpangilio wa nanosheets pia unaweza kuunda muundo wenye vinyweleo. Ili kujiunga na kikundi cha kubadilishana elektrodi hasi za silikoni. Toa nafasi ya bafa kwa upanuzi wa ujazo wa nyenzo za silikoni. Kuanzishwa kwa nanomiri za kaboni (CNTs) hakuwezi tu kuboresha upitishaji wa nyenzo, lakini pia kukuza uundaji wa miundo yenye vinyweleo vya nyenzo kutokana na sifa zake za mofolojia za pande moja. Hakuna ripoti kuhusu miundo yenye vinyweleo iliyojengwa na nanosheets za silikoni na CNTs. Karatasi hii inatumia mbinu za kusaga mpira zinazotumika viwandani, kusaga na kutawanya, kukausha dawa, kuweka kaboni kabla ya mipako na kuchomwa kwa calcin, na kuanzisha vichocheo vyenye vinyweleo katika mchakato wa maandalizi ili kuandaa vifaa vya elektrodi hasi vyenye vinyweleo vya silicon vinavyoundwa na kujikusanya kwa karatasi ndogo za silicon na CNTs. Mchakato wa maandalizi ni rahisi, rafiki kwa mazingira, na hakuna mabaki ya kioevu au taka yanayozalishwa. Kuna ripoti nyingi za fasihi kuhusu mipako ya kaboni ya vifaa vyenye msingi wa silicon, lakini kuna majadiliano machache ya kina kuhusu athari ya mipako. Karatasi hii inatumia lami kama chanzo cha kaboni kuchunguza athari za mbinu mbili za mipako ya kaboni, mipako ya awamu ya kioevu na mipako ya awamu imara, kwenye athari ya mipako na utendaji wa vifaa vya elektrodi hasi vyenye msingi wa silicon.
Jaribio 1
1.1 Maandalizi ya nyenzo
Utayarishaji wa vifaa vyenye vinyweleo vya silicon-kaboni vyenye mchanganyiko unajumuisha hatua tano: kusaga mpira, kusaga na kutawanya, kukausha dawa, kupaka kaboni kabla na kutengeneza kaboni. Kwanza, pima gramu 500 za unga wa awali wa silicon (wa ndani, usafi wa 99.99%), ongeza gramu 2000 za isopropanol, na fanya kusaga mpira kwa kasi ya kusaga mpira ya 2000 r/min kwa saa 24 ili kupata tope la silicon lenye ukubwa wa nano. Tope la silicon linalopatikana huhamishiwa kwenye tanki la kuhamisha utawanyiko, na vifaa huongezwa kulingana na uwiano wa uzito wa silicon: grafiti (inayozalishwa Shanghai, daraja la betri): nanomiri za kaboni (inayozalishwa Tianjin, daraja la betri): polivinyl pyrrolidone (inayozalishwa Tianjin, daraja la uchambuzi) = 40:60:1.5:2. Isopropanol hutumika kurekebisha kiwango kigumu, na kiwango kigumu kimeundwa kuwa 15%. Kusaga na kutawanya hufanywa kwa kasi ya kutawanya ya 3500 r/dakika kwa saa 4. Kundi lingine la tope bila kuongeza CNTs hulinganishwa, na vifaa vingine ni sawa. Tope lililotawanywa lililopatikana huhamishiwa kwenye tanki la kulisha la kunyunyizia dawa, na kukausha kwa kunyunyizia hufanywa katika angahewa iliyolindwa na nitrojeni, huku halijoto ya kuingilia na kutoa maji ikiwa 180 na 90 °C, mtawalia. Kisha aina mbili za mipako ya kaboni zililinganishwa, mipako ya awamu ngumu na mipako ya awamu ya kioevu. Mbinu ya mipako ya awamu ngumu ni: unga uliokaushwa kwa kunyunyizia huchanganywa na unga wa lami wa 20% (uliotengenezwa Korea, D50 ni 5 μm), umechanganywa kwenye mchanganyiko wa mitambo kwa dakika 10, na kasi ya kuchanganya ni 2000 r/dakika ili kupata unga uliopakwa tayari. Mbinu ya mipako ya awamu ya kioevu ni: unga uliokaushwa kwa kunyunyizia huongezwa kwenye myeyusho wa zailini (uliotengenezwa Tianjin, daraja la uchambuzi) ulio na 20% ya lami iliyoyeyushwa kwenye unga kwa kiwango kigumu cha 55%, na utupu huchanganywa sawasawa. Oka katika oveni ya ombwe kwa nyuzi joto 85 kwa saa 4, weka kwenye mashine ya kuchanganya kwa ajili ya kuchanganya, kasi ya kuchanganya ni 2000 r/dakika, na muda wa kuchanganya ni dakika 10 ili kupata unga uliopakwa tayari. Hatimaye, unga uliopakwa tayari ulichanganywa na kalisini kwenye tanuru inayozunguka chini ya angahewa ya nitrojeni kwa kiwango cha joto cha 5°C/dakika. Kwanza uliwekwa kwenye halijoto isiyobadilika ya 550°C kwa saa 2, kisha uliendelea kupashwa joto hadi 800°C na kuwekwa kwenye halijoto isiyobadilika kwa saa 2, kisha ukapozwa kiasili hadi chini ya 100°C na kutolewa ili kupata nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni.
1.2 Mbinu za uainishaji
Usambazaji wa ukubwa wa chembe wa nyenzo ulichambuliwa kwa kutumia kipima ukubwa wa chembe (toleo la Mastersizer 2000, lililotengenezwa Uingereza). Poda zilizopatikana katika kila hatua zilijaribiwa kwa kuchanganua hadubini ya elektroni (Regulus8220, iliyotengenezwa Japani) ili kuchunguza mofolojia na ukubwa wa poda. Muundo wa awamu wa nyenzo ulichanganuliwa kwa kutumia kichanganuzi cha mtawanyiko wa unga wa X-ray (D8 ADVANCE, iliyotengenezwa Ujerumani), na muundo wa elementi wa nyenzo ulichanganuliwa kwa kutumia kichanganuzi cha wigo wa nishati. Nyenzo iliyopatikana ya silicon-kaboni ilitumika kutengeneza kitufe cha nusu-seli cha modeli ya CR2032, na uwiano wa uzito wa silicon-kaboni: SP: CNT: CMC: SBR ulikuwa 92:2:2:1.5:2.5. Elektrodi ya kaunta ni karatasi ya lithiamu ya chuma, elektroliti ni elektroliti ya kibiashara (mfano wa 1901, iliyotengenezwa Korea), diaphragm ya Celgard 2320 inatumika, kiwango cha volteji ya chaji na kutokwa ni 0.005-1.5 V, chaji na mkondo wa kutokwa ni 0.1 C (1C = 1A), na mkondo wa kukata wa kutokwa ni 0.05 C.
Ili kuchunguza zaidi utendaji wa vifaa vya mchanganyiko wa silicon-kaboni, betri ndogo laini ya pakiti 408595 ilitengenezwa. Elektrodi chanya hutumia NCM811 (iliyotengenezwa Hunan, daraja la betri), na grafiti ya elektrodi hasi imechanganywa na nyenzo ya silicon-kaboni 8%. Fomula ya tope la elektrodi chanya ni 96% NCM811, 1.2% polivinilideni floridi (PVDF), 2% wakala wa upitishaji SP, 0.8% CNT, na NMP hutumika kama kitawanyiko; fomula ya tope la elektrodi hasi ni 96% nyenzo ya elektrodi hasi iliyochanganywa, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, na maji hutumika kama kitawanyiko. Baada ya kukoroga, kupaka rangi, kuviringisha, kukata, kuchomeka, kulehemu kwenye vichupo, kufungasha, kuoka, sindano ya kioevu, mgawanyiko wa uundaji na uwezo, betri 408595 ndogo laini zilizochomekwa zenye uwezo wa 3 Ah zilitayarishwa. Utendaji wa kiwango cha 0.2C, 0.5C, 1C, 2C na 3C na utendaji wa mzunguko wa chaji ya 0.5C na utokwaji wa 1C ulijaribiwa. Kiwango cha volteji ya chaji na utokwaji kilikuwa 2.8-4.2 V, mkondo usiobadilika na utokwaji wa volteji usiobadilika, na mkondo wa kukata ulikuwa 0.5C.
2 Matokeo na Majadiliano
Unga wa awali wa silicon ulichunguzwa kwa kutumia hadubini ya elektroni (SEM). Unga wa silicon ulikuwa na chembechembe zisizo za kawaida zenye ukubwa wa chembe chini ya 2μm, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1(a). Baada ya kusaga mpira, ukubwa wa unga wa silicon ulipunguzwa kwa kiasi kikubwa hadi takriban 100 nm [Mchoro 1(b)]. Jaribio la ukubwa wa chembe lilionyesha kuwa D50 ya unga wa silicon baada ya kusaga mpira ilikuwa 110 nm na D90 ilikuwa 175 nm. Uchunguzi wa makini wa mofolojia ya unga wa silicon baada ya kusaga mpira unaonyesha muundo dhaifu (uundaji wa muundo dhaifu utathibitishwa zaidi kutoka kwa SEM ya sehemu mtambuka baadaye). Kwa hivyo, data ya D90 iliyopatikana kutoka kwa jaribio la ukubwa wa chembe inapaswa kuwa kipimo cha urefu wa nanosheet. Pamoja na matokeo ya SEM, inaweza kuhukumiwa kuwa ukubwa wa nanosheet iliyopatikana ni ndogo kuliko thamani muhimu ya 150 nm ya kuvunjika kwa unga wa silicon wakati wa kuchaji na kutoa chaji katika angalau kipimo kimoja. Uundaji wa mofolojia yenye mikunjo husababishwa hasa na nguvu tofauti za kutengana za ndege za fuwele za silikoni ya fuwele, ambapo ndege ya silikoni {111} ina nishati ya chini ya kutengana kuliko ndege za fuwele {100} na {110}. Kwa hivyo, ndege hii ya fuwele hupunguzwa kwa urahisi zaidi kwa kusaga mpira, na hatimaye huunda muundo wenye mikunjo. Muundo wenye mikunjo unafaa kwa mkusanyiko wa miundo iliyolegea, huhifadhi nafasi kwa upanuzi wa ujazo wa silikoni, na huboresha uthabiti wa nyenzo.
Tope lililo na nano-silicon, CNT na grafiti lilinyunyiziwa, na unga kabla na baada ya kunyunyiziwa ulichunguzwa na SEM. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro 2. Matrix ya grafiti iliyoongezwa kabla ya kunyunyiziwa ni muundo wa kawaida wa vipande vyenye ukubwa wa μm 5 hadi 20 [Mchoro 2(a)]. Jaribio la usambazaji wa ukubwa wa chembe ya grafiti linaonyesha kuwa D50 ni μm 15. Poda iliyopatikana baada ya kunyunyiziwa ina mofolojia ya duara [Mchoro 2(b)], na inaweza kuonekana kuwa grafiti imefunikwa na safu ya mipako baada ya kunyunyizia. D50 ya unga baada ya kunyunyizia ni μm 26.2. Sifa za mofolojia za chembe za sekondari zilizingatiwa na SEM, zikionyesha sifa za muundo uliolegea wenye vinyweleo vilivyokusanywa na nanomaterials [Mchoro 2(c)]. Muundo wa vinyweleo unaundwa na karatasi ndogo za silicon na CNT zilizounganishwa [Mchoro 2(d)], na eneo maalum la uso wa jaribio (BET) ni kubwa kama 53.3 m2/g. Kwa hivyo, baada ya kunyunyizia, karatasi ndogo za silikoni na CNT hujikusanya zenyewe ili kuunda muundo wenye vinyweleo.
Safu yenye vinyweleo ilitibiwa na mipako ya kaboni kioevu, na baada ya kuongeza lami ya awali ya mipako ya kaboni na uwekaji wa kaboni, uchunguzi wa SEM ulifanyika. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro 3. Baada ya mipako ya awali ya kaboni, uso wa chembe za sekondari huwa laini, na safu dhahiri ya mipako, na mipako imekamilika, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3(a) na (b). Baada ya uwekaji wa kaboni, safu ya mipako ya uso hudumisha hali nzuri ya mipako [Mchoro 3(c)]. Kwa kuongezea, picha ya SEM ya sehemu mtambuka inaonyesha chembe chembe zenye umbo la mistari [Mchoro 3(d)], ambazo zinalingana na sifa za kimofolojia za karatasi ndogo, ikithibitisha zaidi uundaji wa karatasi ndogo za silicon baada ya kusaga mpira. Kwa kuongezea, Mchoro 3(d) unaonyesha kuwa kuna vijaza kati ya baadhi ya karatasi ndogo. Hii ni hasa kutokana na matumizi ya njia ya mipako ya awamu ya kioevu. Myeyusho wa lami utapenya ndani ya nyenzo, ili uso wa karatasi ndogo za ndani za silicon upate safu ya kinga ya mipako ya kaboni. Kwa hivyo, kwa kutumia mipako ya awamu ya kioevu, pamoja na kupata athari ya mipako ya chembe ya pili, athari ya mipako ya kaboni mara mbili ya mipako ya chembe ya msingi pia inaweza kupatikana. Poda iliyokaushwa ilijaribiwa na BET, na matokeo ya jaribio yalikuwa 22.3 m2/g.
Poda iliyokaushwa ilifanyiwa uchambuzi wa wigo wa nishati ya sehemu mtambuka (EDS), na matokeo yanaonyeshwa katika Mchoro 4(a). Kiini cha ukubwa wa mikroni ni sehemu ya C, inayolingana na matrix ya grafiti, na mipako ya nje ina silikoni na oksijeni. Ili kuchunguza zaidi muundo wa silikoni, jaribio la mtawanyiko wa X-ray (XRD) lilifanywa, na matokeo yanaonyeshwa katika Mchoro 4(b). Nyenzo hiyo imeundwa zaidi na silikoni ya grafiti na kioo kimoja, bila sifa dhahiri za oksidi ya silikoni, ikionyesha kwamba sehemu ya oksijeni ya jaribio la wigo wa nishati hutokana na oksidi asilia ya uso wa silikoni. Nyenzo mchanganyiko ya silikoni-kaboni imerekodiwa kama S1.
Nyenzo ya silicon-kaboni iliyotayarishwa S1 ilifanyiwa majaribio ya utengenezaji wa nusu-seli ya aina ya kifungo na majaribio ya kutokwa kwa chaji. Mkunjo wa kwanza wa kutokwa kwa chaji unaonyeshwa kwenye Mchoro 5. Uwezo maalum unaoweza kurekebishwa ni 1000.8 mAh/g, na ufanisi wa mzunguko wa kwanza ni wa juu kama 93.9%, ambao ni wa juu kuliko ufanisi wa kwanza wa nyenzo nyingi zinazotegemea silicon bila litiation ya awali iliyoripotiwa katika machapisho. Ufanisi wa juu wa kwanza unaonyesha kuwa nyenzo iliyoandaliwa ya mchanganyiko wa silicon-kaboni ina uthabiti wa juu. Ili kuthibitisha athari za muundo wenye vinyweleo, mtandao wa upitishaji na mipako ya kaboni kwenye uthabiti wa nyenzo za silicon-kaboni, aina mbili za nyenzo za silicon-kaboni zilitayarishwa bila kuongeza CNT na bila mipako ya msingi ya kaboni.
Mofolojia ya unga uliokaushwa wa nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni bila kuongeza CNT inaonyeshwa kwenye Mchoro 6. Baada ya mipako ya awamu ya kioevu na uwekaji wa kaboni, safu ya mipako inaweza kuonekana wazi juu ya uso wa chembe za sekondari kwenye Mchoro 6(a). SEM ya sehemu mtambuka ya nyenzo zilizokaushwa inaonyeshwa kwenye Mchoro 6(b). Mrundikano wa karatasi ndogo za silicon una sifa za vinyweleo, na jaribio la BET ni 16.6 m2/g. Hata hivyo, ikilinganishwa na kesi ya CNT [kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3(d), jaribio la BET la unga wake uliokaushwa ni 22.3 m2/g], msongamano wa ndani wa nano-silicon ni wa juu zaidi, ikionyesha kwamba kuongezwa kwa CNT kunaweza kukuza uundaji wa muundo wenye vinyweleo. Zaidi ya hayo, nyenzo hiyo haina mtandao wa upitishaji wa pande tatu uliojengwa na CNT. Nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni imerekodiwa kama S2.
Sifa za kimofolojia za nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni iliyoandaliwa na mipako ya kaboni ya awamu ngumu zinaonyeshwa kwenye Mchoro 7. Baada ya kaboni, kuna safu dhahiri ya mipako juu ya uso, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7(a). Mchoro 7(b) unaonyesha kuwa kuna chembechembe ndogo zenye umbo la mistari katika sehemu ya msalaba, ambayo inalingana na sifa za kimofolojia za karatasi ndogo. Mkusanyiko wa karatasi ndogo huunda muundo wenye vinyweleo. Hakuna kijazaji dhahiri juu ya uso wa karatasi ndogo za ndani, ikionyesha kuwa mipako ya kaboni ya awamu ngumu huunda safu ya mipako ya kaboni yenye muundo wenye vinyweleo, na hakuna safu ya mipako ya ndani ya karatasi ndogo za silicon. Nyenzo hii mchanganyiko ya silicon-kaboni imerekodiwa kama S3.
Jaribio la kuchaji nusu-seli na kutokwa kwa umeme aina ya kifungo lilifanywa kwenye S2 na S3. Uwezo maalum na ufanisi wa kwanza wa S2 ulikuwa 1120.2 mAh/g na 84.8%, mtawalia, na uwezo maalum na ufanisi wa kwanza wa S3 ulikuwa 882.5 mAh/g na 82.9%, mtawalia. Uwezo maalum na ufanisi wa kwanza wa sampuli ya S3 iliyofunikwa kwa awamu ngumu ulikuwa wa chini kabisa, ikionyesha kuwa ni mipako ya kaboni tu ya muundo wenye vinyweleo iliyofanywa, na mipako ya kaboni ya karatasi ndogo za ndani za silicon haikufanywa, ambayo haikuweza kutoa uwezo kamili wa nyenzo zenye msingi wa silicon na haikuweza kulinda uso wa nyenzo zenye msingi wa silicon. Ufanisi wa kwanza wa sampuli ya S2 bila CNT pia ulikuwa chini kuliko ule wa nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni iliyo na CNT, ikionyesha kwamba kwa msingi wa safu nzuri ya mipako, mtandao wa upitishaji na kiwango cha juu cha muundo wenye vinyweleo vinasaidia uboreshaji wa chaji na ufanisi wa kutokwa kwa nyenzo za silicon-kaboni.
Nyenzo ya silicon-kaboni ya S1 ilitumika kutengeneza betri ndogo laini iliyojaa ili kuchunguza utendaji wa kiwango na utendaji wa mzunguko. Mkunjo wa kiwango cha kutokwa unaonyeshwa kwenye Mchoro 8(a). Uwezo wa kutokwa wa 0.2C, 0.5C, 1C, 2C na 3C ni 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 na 1.021 Ah, mtawalia. Kiwango cha kutokwa cha 1C ni cha juu kama 98.3%, lakini kiwango cha kutokwa cha 2C kinashuka hadi 73.3%, na kiwango cha kutokwa cha 3C kinashuka zaidi hadi 34.4%. Ili kujiunga na kikundi cha kubadilishana elektrodi hasi ya silicon, tafadhali ongeza WeChat: shimobang. Kwa upande wa kiwango cha kuchaji, uwezo wa kuchaji wa 0.2C, 0.5C, 1C, 2C na 3C ni 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 na 2.289 Ah, mtawalia. Kiwango cha kuchaji cha 1C ni 96.7%, na kiwango cha kuchaji cha 2C bado kinafikia 84.3%. Hata hivyo, kwa kuzingatia mkunjo wa kuchaji katika Mchoro 8(b), jukwaa la kuchaji la 2C ni kubwa zaidi kuliko jukwaa la kuchaji la 1C, na uwezo wake wa kuchaji wa volteji isiyobadilika unachangia sehemu kubwa (55%), ikionyesha kwamba upolarishaji wa betri inayoweza kuchajiwa ya 2C tayari ni kubwa sana. Nyenzo ya silicon-kaboni ina utendaji mzuri wa kuchaji na kutoa chaji katika 1C, lakini sifa za kimuundo za nyenzo zinahitaji kuboreshwa zaidi ili kufikia utendaji wa kiwango cha juu. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 9, baada ya mizunguko 450, kiwango cha uhifadhi wa uwezo ni 78%, kikionyesha utendaji mzuri wa mzunguko.
Hali ya uso wa elektrodi kabla na baada ya mzunguko ilichunguzwa na SEM, na matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro 10. Kabla ya mzunguko, uso wa vifaa vya grafiti na silikoni-kaboni ni wazi [Mchoro 10(a)]; baada ya mzunguko, safu ya mipako hutolewa wazi juu ya uso [Mchoro 10(b)], ambayo ni filamu nene ya SEI. Ukwaru wa filamu ya SEI Matumizi ya lithiamu hai ni ya juu, ambayo hayafai kwa utendaji wa mzunguko. Kwa hivyo, kukuza uundaji wa filamu laini ya SEI (kama vile ujenzi wa filamu bandia ya SEI, kuongeza viongezeo vya elektroliti vinavyofaa, n.k.) kunaweza kuboresha utendaji wa mzunguko. Uchunguzi wa SEM wa sehemu mtambuka wa chembe za silikoni-kaboni baada ya mzunguko [Mchoro 10(c)] unaonyesha kuwa chembe chembe za silikoni zenye umbo la utepe zimekuwa kubwa zaidi na muundo wa vinyweleo umeondolewa kimsingi. Hii ni hasa kutokana na upanuzi wa ujazo unaoendelea na mkazo wa nyenzo za silikoni-kaboni wakati wa mzunguko. Kwa hivyo, muundo wa vinyweleo unahitaji kuboreshwa zaidi ili kutoa nafasi ya kutosha ya bafa kwa upanuzi wa ujazo wa nyenzo zinazotegemea silikoni.
3 Hitimisho
Kulingana na upanuzi wa ujazo, upitishaji hafifu na uthabiti duni wa kiolesura cha vifaa vya elektrodi hasi vyenye msingi wa silicon, karatasi hii inafanya maboresho yaliyolengwa, kuanzia uundaji wa mofolojia wa nanosheets za silicon, ujenzi wa muundo wenye vinyweleo, ujenzi wa mtandao wa upitishaji na mipako kamili ya kaboni ya chembe nzima za sekondari, ili kuboresha uthabiti wa vifaa vya elektrodi hasi vyenye msingi wa silicon kwa ujumla. Mkusanyiko wa nanosheets za silicon unaweza kuunda muundo wenye vinyweleo. Utangulizi wa CNT utakuza zaidi uundaji wa muundo wenye vinyweleo. Nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni iliyoandaliwa na mipako ya awamu ya kioevu ina athari ya mipako ya kaboni maradufu kuliko ile iliyoandaliwa na mipako ya awamu imara, na inaonyesha uwezo maalum wa juu na ufanisi wa kwanza. Kwa kuongezea, ufanisi wa kwanza wa nyenzo mchanganyiko ya silicon-kaboni iliyo na CNT ni wa juu kuliko ule usio na CNT, ambayo ni hasa kutokana na kiwango cha juu cha uwezo wa muundo wa vinyweleo kupunguza upanuzi wa ujazo wa vifaa vyenye msingi wa silicon. Utangulizi wa CNT utaunda mtandao wa upitishaji wa pande tatu, kuboresha upitishaji wa vifaa vyenye msingi wa silicon, na kuonyesha utendaji mzuri wa kiwango katika 1C; na nyenzo inaonyesha utendaji mzuri wa mzunguko. Hata hivyo, muundo wenye vinyweleo vya nyenzo unahitaji kuimarishwa zaidi ili kutoa nafasi ya kutosha ya bafa kwa ajili ya upanuzi wa ujazo wa silikoni, na kukuza uundaji wa laini.na filamu mnene ya SEI ili kuboresha zaidi utendaji wa mzunguko wa nyenzo mchanganyiko wa silicon-kaboni.
Pia tunasambaza bidhaa za grafiti na kabidi ya silikoni zenye usafi wa hali ya juu, ambazo hutumika sana katika usindikaji wa wafer kama vile oxidation, diffusion, na annealing.
Karibu wateja wowote kutoka kote ulimwenguni kututembelea kwa majadiliano zaidi!
https://www.vet-china.com/
Muda wa chapisho: Novemba-13-2024