Lityum-ion batareyalar asosan yuqori energiya zichligi yo'nalishi bo'yicha rivojlanmoqda. Xona haroratida kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallari lityum bilan qotishtirilib, lityumga boy Li3.75Si fazali mahsulot ishlab chiqariladi, uning o'ziga xos quvvati 3572 mAh/g gacha, bu esa grafit salbiy elektrod 372 mAh/g ning nazariy o'ziga xos quvvatidan ancha yuqori. Biroq, kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallarini takroriy zaryadlash va tushirish jarayonida Si va Li3.75Si ning fazaviy o'zgarishi katta hajmli kengayishni (taxminan 300%) keltirib chiqarishi mumkin, bu esa elektrod materiallarining strukturaviy kukunlanishiga va SEI plyonkasining doimiy shakllanishiga olib keladi va nihoyat quvvatning tez pasayishiga olib keladi. Sanoat asosan nano o'lchamlash, uglerod qoplamasi, g'ovak hosil qilish va boshqa texnologiyalar orqali kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallarining ishlashini va kremniy asosidagi batareyalarning barqarorligini yaxshilaydi.
Uglerod materiallari yaxshi o'tkazuvchanlikka, arzon narxga va keng manbalarga ega. Ular kremniy asosidagi materiallarning o'tkazuvchanligi va sirt barqarorligini yaxshilashi mumkin. Ular afzalroq kremniy asosidagi salbiy elektrodlar uchun ishlashni yaxshilash qo'shimchalari sifatida ishlatiladi. Kremniy-uglerod materiallari kremniy asosidagi salbiy elektrodlarning asosiy rivojlanish yo'nalishi hisoblanadi. Uglerod qoplamasi kremniy asosidagi materiallarning sirt barqarorligini yaxshilashi mumkin, ammo uning kremniy hajmining kengayishini inhibe qilish qobiliyati umumiydir va kremniy hajmining kengayishi muammosini hal qila olmaydi. Shuning uchun, kremniy asosidagi materiallarning barqarorligini oshirish uchun g'ovakli tuzilmalarni qurish kerak. Sharsimon frezalash nanomateriallarni tayyorlashning sanoatlashgan usuli hisoblanadi. Kompozit materialning dizayn talablariga muvofiq sharsimon frezalash orqali olingan shlamga turli qo'shimchalar yoki material komponentlari qo'shilishi mumkin. Sham turli xil shlamlar orqali teng ravishda tarqaladi va purkash orqali quritiladi. Bir zumda quritish jarayonida shlamdagi nanopartikullar va boshqa komponentlar o'z-o'zidan g'ovakli strukturaviy xususiyatlarni hosil qiladi. Ushbu maqolada g'ovakli kremniy asosidagi materiallarni tayyorlash uchun sanoatlashgan va ekologik toza sharsimon frezalash va purkash orqali quritish texnologiyasi qo'llaniladi.
Kremniy asosidagi materiallarning ishlashini kremniy nanomateriallarining morfologiyasi va tarqalish xususiyatlarini tartibga solish orqali ham yaxshilash mumkin. Hozirgi vaqtda kremniy asosidagi turli morfologiya va tarqalish xususiyatlariga ega materiallar, masalan, kremniy nanorosalar, g'ovakli grafit ichiga joylashtirilgan nanokremniy, uglerod sharlarida tarqalgan nanokremniy, kremniy/grafen massividagi g'ovakli tuzilmalar va boshqalar tayyorlangan. Xuddi shu miqyosda, nanopartikullar bilan solishtirganda, nanopartikullar hajm kengayishi natijasida yuzaga keladigan maydalash muammosini yaxshiroq bostirishi mumkin va material yuqori siqilish zichligiga ega. Nanopartikullarning tartibsiz ravishda ustma-ust qo'yilishi ham g'ovakli tuzilish hosil qilishi mumkin. Kremniy manfiy elektrod almashinuvi guruhiga qo'shilish uchun. Kremniy materiallarining hajm kengayishi uchun bufer maydonini ta'minlang. Uglerod nanotubalarining (CNT) kiritilishi nafaqat materialning o'tkazuvchanligini yaxshilaydi, balki uning bir o'lchovli morfologik xususiyatlari tufayli materialning g'ovakli tuzilmalarini shakllantirishga ham yordam beradi. Kremniy nanorubalar va CNTlar tomonidan qurilgan g'ovakli tuzilmalar haqida hech qanday ma'lumot yo'q. Ushbu maqola sanoatda qo'llaniladigan sharsimon frezalash, maydalash va dispersiyalash, purkash bilan quritish, uglerodni oldindan qoplash va kalsinatsiyalash usullarini qo'llaydi va kremniy nanoslaydlari va CNTlarni o'z-o'zidan yig'ish orqali hosil bo'lgan g'ovakli kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallarini tayyorlash uchun tayyorlash jarayoniga g'ovakli promotorlarni kiritadi. Tayyorlash jarayoni oddiy, ekologik toza va chiqindi suyuqlik yoki chiqindi qoldiqlari hosil bo'lmaydi. Kremniy asosidagi materiallarni uglerod bilan qoplash bo'yicha ko'plab adabiyotlar mavjud, ammo qoplamaning ta'siri haqida chuqur muhokamalar kam. Ushbu maqolada asfalt uglerod manbai sifatida ikkita uglerodli qoplash usulining, suyuq fazali qoplash va qattiq fazali qoplashning qoplama effekti va kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallarining ishlashiga ta'sirini o'rganish uchun ishlatiladi.
1 ta tajriba
1.1 Materiallarni tayyorlash
G'ovakli kremniy-uglerodli kompozit materiallarni tayyorlash asosan besh bosqichni o'z ichiga oladi: sharsimon frezalash, maydalash va dispersiyalash, purkash orqali quritish, uglerodni oldindan qoplash va karbonlashtirish. Birinchidan, 500 g boshlang'ich kremniy kukuni (maishiy, 99,99% tozalik) tortiladi, 2000 g izopropanol qo'shiladi va nano-o'lchovli kremniy shlamini olish uchun 24 soat davomida 2000 rpm sharsimon frezalash tezligida nam sharsimon frezalash amalga oshiriladi. Olingan kremniy shlamini dispersiya uzatish tankiga o'tkaziladi va materiallar kremniyning massa nisbatiga muvofiq qo'shiladi: grafit (Shanxayda ishlab chiqarilgan, batareya darajasi): uglerod nanotubalari (Tyantszinda ishlab chiqarilgan, batareya darajasi): polivinilpirrolidon (Tyantszinda ishlab chiqarilgan, analitik darajasi) = 40:60:1,5:2. Izopropanol qattiq modda miqdorini sozlash uchun ishlatiladi va qattiq modda miqdori 15% ga mo'ljallangan. Maydalash va dispersiyalash 4 soat davomida 3500 rpm dispersiya tezligida amalga oshiriladi. CNT qo'shmasdan yana bir guruh shlamlar taqqoslanadi va boshqa materiallar bir xil bo'ladi. Olingan disperslangan shlam purkash quritish uchun oziqlantirish idishiga o'tkaziladi va purkash quritish azot bilan himoyalangan atmosferada amalga oshiriladi, kirish va chiqish harorati mos ravishda 180 va 90 °C ni tashkil qiladi. Keyin ikki turdagi uglerod qoplamasi taqqoslandi: qattiq fazali qoplama va suyuq fazali qoplama. Qattiq fazali qoplama usuli quyidagicha: purkash bilan quritilgan kukun 20% asfalt kukuni (Koreyada ishlab chiqarilgan, D50 5 mkm) bilan aralashtiriladi, mexanik mikserda 10 daqiqa davomida aralashtiriladi va oldindan qoplangan kukunni olish uchun aralashtirish tezligi 2000 rpm ni tashkil qiladi. Suyuq fazali qoplama usuli quyidagicha: purkash bilan quritilgan kukun kukunda 55% qattiq tarkibda erigan 20% asfaltni o'z ichiga olgan ksilol eritmasiga (Tyantszinda ishlab chiqarilgan, analitik sinf) qo'shiladi va vakuumda teng ravishda aralashtiriladi. Vakuumli pechda 85°C da 4 soat davomida pishiriladi, aralashtirish uchun mexanik mikserga solinadi, aralashtirish tezligi 2000 aylanish/min, oldindan qoplangan kukun olish uchun aralashtirish vaqti esa 10 daqiqa. Nihoyat, oldindan qoplangan kukun azot atmosferasi ostida aylanuvchi pechda 5°C/min isitish tezligida kaltsiylanadi. Avval u 2 soat davomida 550°C doimiy haroratda saqlanadi, so'ngra 800°C gacha qizdiriladi va 2 soat davomida doimiy haroratda saqlanadi, so'ngra tabiiy ravishda 100°C dan past haroratgacha sovutiladi va kremniy-uglerodli kompozit material olish uchun chiqariladi.
1.2 Xarakterizatsiya usullari
Materialning zarrachalar o'lchamlari taqsimoti zarrachalar o'lchamlarini tekshirgich (Mastersizer 2000 versiyasi, Buyuk Britaniyada ishlab chiqarilgan) yordamida tahlil qilindi. Har bir bosqichda olingan kukunlar kukunlarning morfologiyasi va o'lchamlarini o'rganish uchun skanerlash elektron mikroskopi (Regulus8220, Yaponiyada ishlab chiqarilgan) yordamida sinovdan o'tkazildi. Materialning fazaviy tuzilishi rentgen kukuni difraksiya analizatori (D8 ADVANCE, Germaniyada ishlab chiqarilgan) yordamida tahlil qilindi va materialning elementar tarkibi energiya spektri analizatori yordamida tahlil qilindi. Olingan kremniy-uglerod kompozit materiali CR2032 modelining tugmachali yarim katakchasini tayyorlash uchun ishlatilgan va kremniy-uglerodning massa nisbati: SP: CNT: CMC: SBR 92:2:2:1.5:2.5 ni tashkil etdi. Qarshi elektrod metall lityum qatlami, elektrolit tijorat elektrolitidir (1901-model, Koreyada ishlab chiqarilgan), Celgard 2320 diafragmasidan foydalaniladi, zaryadlash va tushirish kuchlanish diapazoni 0,005-1,5 V, zaryadlash va tushirish oqimi 0,1 C (1C = 1A) va tushirishni to'xtatish oqimi 0,05 C dir.
Kremniy-uglerodli kompozit materiallarning ishlashini yanada chuqurroq o'rganish maqsadida 408595 raqamli laminatlangan kichik yumshoq paketli batareya ishlab chiqarildi. Musbat elektrod NCM811 (Hunan shahrida ishlab chiqarilgan, batareya darajasi) dan foydalanadi va manfiy elektrod grafiti 8% kremniy-uglerodli material bilan qo'shiladi. Musbat elektrod shlam formulasi 96% NCM811, 1,2% poliviniliden ftorid (PVDF), 2% o'tkazuvchan agent SP, 0,8% CNT va NMP dispersant sifatida ishlatiladi; manfiy elektrod shlam formulasi 96% kompozit manfiy elektrod materiali, 1,3% CMC, 1,5% SBR 1,2% CNT va suv dispersant sifatida ishlatiladi. Aralashtirish, qoplash, prokatlash, kesish, laminatsiyalash, yorliqlarni payvandlash, qadoqlash, pishirish, suyuqlik quyish, shakllantirish va sig'imlarni taqsimlashdan so'ng, nominal sig'imi 3 Ah bo'lgan 408595 raqamli laminatlangan kichik yumshoq paketli batareyalar tayyorlandi. 0,2C, 0,5C, 1C, 2C va 3C ning tezlik ko'rsatkichlari hamda 0,5C zaryadlash va 1C zaryadsizlanishning sikl ko'rsatkichlari sinovdan o'tkazildi. Zaryadlash va zaryadsizlanish kuchlanish diapazoni 2,8-4,2 V, doimiy tok va doimiy kuchlanish zaryadlash, uzilish oqimi esa 0,5C ni tashkil etdi.
2 Natijalar va muhokama
Dastlabki kremniy kukuni skanerlash elektron mikroskopi (SEM) yordamida kuzatildi. Kremniy kukuni 1(a)-rasmda ko'rsatilgandek, zarracha hajmi 2μm dan kam bo'lgan tartibsiz donador edi. Sharsimon frezalashdan so'ng, kremniy kukunining hajmi sezilarli darajada taxminan 100 nm gacha kamaydi [1(b)-rasm]. Zarrachalar hajmi sinovi shuni ko'rsatdiki, sharsimon frezalashdan keyin kremniy kukunining D50 qismi 110 nm va D90 qismi 175 nm edi. Sharsimon frezalashdan keyin kremniy kukunining morfologiyasini sinchkovlik bilan o'rganish po'stloq tuzilishni ko'rsatadi (po'stloq tuzilishning shakllanishi keyinchalik ko'ndalang kesim SEM dan qo'shimcha ravishda tekshiriladi). Shuning uchun, zarrachalar hajmi sinovidan olingan D90 ma'lumotlari nanoslaydning uzunlik o'lchami bo'lishi kerak. SEM natijalari bilan birgalikda, olingan nanoslaydning o'lchami kamida bitta o'lchamda zaryadlash va tushirish paytida kremniy kukunining sinishining 150 nm kritik qiymatidan kichikroq deb xulosa qilish mumkin. Qalin morfologiyaning shakllanishi asosan kristalli kremniyning kristall tekisliklarining turli dissotsiatsiya energiyalari bilan bog'liq bo'lib, ular orasida kremniyning {111} tekisligi {100} va {110} kristall tekisliklariga qaraganda pastroq dissotsiatsiya energiyasiga ega. Shuning uchun, bu kristall tekisligi sharsimon frezalash orqali osonroq yupqalashtiriladi va nihoyat qalin tuzilish hosil qiladi. Qalin tuzilish bo'shashgan tuzilmalarning to'planishiga yordam beradi, kremniyning hajmini kengaytirish uchun joy ajratadi va materialning barqarorligini yaxshilaydi.
Nano-kremniy, CNT va grafitni o'z ichiga olgan suspenziya purkaldi va purkashdan oldin va keyin kukun SEM yordamida tekshirildi. Natijalar 2-rasmda ko'rsatilgan. Purkashdan oldin qo'shilgan grafit matritsasi 5 dan 20 mkm gacha bo'lgan odatiy parchalanish tuzilishidir [2(a)-rasm]. Grafitning zarrachalar hajmining taqsimlanish sinovi shuni ko'rsatadiki, D50 15 mkm ga teng. Purkashdan keyin olingan kukun sharsimon morfologiyaga ega [2(b)-rasm] va grafit purkashdan keyin qoplama qatlami bilan qoplanganligini ko'rish mumkin. Purkashdan keyin kukunning D50 si 26,2 mkm ni tashkil qiladi. Ikkilamchi zarrachalarning morfologik xususiyatlari SEM yordamida kuzatildi, bu nanomateriallar tomonidan to'plangan bo'shashgan g'ovakli tuzilish xususiyatlarini ko'rsatadi [2(c)-rasm]. G'ovakli tuzilish kremniy nanoshujayralari va CNTlardan bir-biri bilan chambarchas bog'langan [2(d)-rasm] va sinovning o'ziga xos sirt maydoni (BET) 53,3 m2/g gacha. Shuning uchun, purkagandan so'ng, kremniy nanoshuklar va CNTlar o'z-o'zidan yig'ilib, g'ovak tuzilish hosil qiladi.
G'ovakli qatlam suyuq uglerod qoplamasi bilan ishlov berildi va uglerod qoplamasi prekursor qatlami va karbonizatsiya qo'shilgandan so'ng, SEM kuzatuvi o'tkazildi. Natijalar 3-rasmda ko'rsatilgan. Uglerodni oldindan qoplagandan so'ng, ikkilamchi zarrachalar yuzasi silliq bo'ladi, aniq qoplama qatlami paydo bo'ladi va qoplama to'liq bo'ladi, bu 3(a) va (b)-rasmlarda ko'rsatilgan. Karbonizatsiyadan so'ng, sirt qoplama qatlami yaxshi qoplama holatini saqlab qoladi [3(c)-rasm]. Bundan tashqari, kesma SEM tasvirida nanoshujayralarning morfologik xususiyatlariga mos keladigan chiziq shaklidagi nanopartikullar [3(d)-rasm] ko'rsatilgan bo'lib, bu sharsimon frezalashdan keyin kremniy nanoshujayralarining hosil bo'lishini yanada tasdiqlaydi. Bundan tashqari, 3(d)-rasmda ba'zi nanoshujayralar orasida plomba moddalari mavjudligi ko'rsatilgan. Bu asosan suyuq fazali qoplama usulidan foydalanish bilan bog'liq. Asfalt eritmasi materialga kirib boradi, shuning uchun ichki kremniy nanoshujayralarining yuzasi uglerod qoplamasi himoya qatlamini oladi. Shuning uchun, suyuq fazali qoplama yordamida, ikkilamchi zarracha qoplama effektini olishdan tashqari, birlamchi zarracha qoplamasining qo'shaloq uglerodli qoplama effektini ham olish mumkin. Karbonlangan kukun BET yordamida sinovdan o'tkazildi va sinov natijasi 22,3 m2/g ni tashkil etdi.
Karbonlangan kukun ko'ndalang kesim energiya spektr tahlilidan (EDS) o'tkazildi va natijalar 4(a)-rasmda ko'rsatilgan. Mikron o'lchamidagi yadro grafit matritsasiga mos keladigan C komponentidir va tashqi qoplama kremniy va kislorodni o'z ichiga oladi. Kremniyning tuzilishini yanada chuqurroq o'rganish uchun rentgen difraksiyasi (XRD) sinovi o'tkazildi va natijalar 4(b)-rasmda ko'rsatilgan. Material asosan grafit va monokristalli kremniydan iborat bo'lib, aniq kremniy oksidi xususiyatlariga ega emas, bu energiya spektri sinovining kislorod komponenti asosan kremniy yuzasining tabiiy oksidlanishidan kelib chiqishini ko'rsatadi. Kremniy-uglerod kompozit materiali S1 sifatida qayd etilgan.
Tayyorlangan kremniy-uglerodli material S1 tugma tipidagi yarim hujayrali ishlab chiqarish va zaryad-razryad sinovlaridan o'tkazildi. Birinchi zaryad-razryad egri chizig'i 5-rasmda ko'rsatilgan. Qaytariladigan solishtirma quvvat 1000,8 mA/g ni tashkil qiladi va birinchi sikl samaradorligi 93,9% gacha yetadi, bu adabiyotda oldindan litiylashsiz ko'pgina kremniy asosidagi materiallarning birinchi samaradorligidan yuqori. Yuqori birinchi samaradorlik tayyorlangan kremniy-uglerodli kompozit materialning yuqori barqarorlikka ega ekanligini ko'rsatadi. G'ovakli tuzilish, o'tkazuvchan tarmoq va uglerod qoplamasining kremniy-uglerodli materiallarning barqarorligiga ta'sirini tekshirish uchun CNT qo'shmasdan va birlamchi uglerod qoplamasiz ikki turdagi kremniy-uglerodli materiallar tayyorlandi.
Kremniy-uglerod kompozit materialining CNT qo'shmasdan karbonlashtirilgan kukunining morfologiyasi 6-rasmda ko'rsatilgan. Suyuq fazali qoplama va karbonizatsiyadan so'ng, 6(a)-rasmda ikkilamchi zarrachalar yuzasida qoplama qatlami aniq ko'rinadi. Karbonlashtirilgan materialning ko'ndalang kesimli SEMi 6(b)-rasmda ko'rsatilgan. Kremniy nanoshujayralarining ustma-ust qo'yilishi g'ovak xususiyatlarga ega va BET sinovi 16,6 m2/g ni tashkil qiladi. Biroq, CNT bilan solishtirganda [3(d)-rasmda ko'rsatilganidek, uning karbonlashtirilgan kukunining BET sinovi 22,3 m2/g ni tashkil qiladi], ichki nano-kremniy ustma-ust qo'yilish zichligi yuqoriroq, bu CNT qo'shilishi g'ovak strukturaning shakllanishiga yordam berishi mumkinligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, materialda CNT tomonidan qurilgan uch o'lchovli o'tkazuvchan tarmoq yo'q. Kremniy-uglerod kompozit materiali S2 sifatida qayd etilgan.
Qattiq fazali uglerod qoplamasi bilan tayyorlangan kremniy-uglerod kompozit materialining morfologik xususiyatlari 7-rasmda ko'rsatilgan. Karbonizatsiyadan so'ng, 7(a)-rasmda ko'rsatilganidek, sirtda aniq qoplama qatlami mavjud. 7(b)-rasmda ko'ndalang kesimda nano-varaqlarning morfologik xususiyatlariga mos keladigan chiziq shaklidagi nano-zarrachalar mavjudligi ko'rsatilgan. Nano-varaqlarning to'planishi g'ovak tuzilish hosil qiladi. Ichki nano-varaqlar yuzasida aniq plomba moddasi yo'q, bu qattiq fazali uglerod qoplamasi faqat g'ovak tuzilishga ega uglerod qoplama qatlamini hosil qilishini va kremniy nano-varaqlari uchun ichki qoplama qatlami yo'qligini ko'rsatadi. Ushbu kremniy-uglerod kompozit materiali S3 sifatida qayd etilgan.
Tugma tipidagi yarim katakchali zaryadlash va tushirish sinovi S2 va S3 da o'tkazildi. S2 ning solishtirma sig'imi va birinchi samaradorligi mos ravishda 1120,2 mA/g va 84,8% ni, S3 ning solishtirma sig'imi va birinchi samaradorligi esa mos ravishda 882,5 mA/g va 82,9% ni tashkil etdi. Qattiq fazali qoplangan S3 namunasining solishtirma sig'imi va birinchi samaradorligi eng past bo'lib, bu faqat g'ovakli strukturaning uglerod qoplamasi bajarilganligini va ichki kremniy nanoshujayralarining uglerod qoplamasi bajarilmaganligini ko'rsatadi, bu esa kremniy asosidagi materialning solishtirma sig'imiga to'liq ta'sir ko'rsata olmadi va kremniy asosidagi materialning yuzasini himoya qila olmadi. CNTsiz S2 namunasining birinchi samaradorligi ham CNT o'z ichiga olgan kremniy-uglerod kompozit materialinikidan pastroq edi, bu yaxshi qoplama qatlami asosida o'tkazuvchan tarmoq va yuqori darajadagi g'ovakli struktura kremniy-uglerod materialining zaryadlash va tushirish samaradorligini oshirishga yordam berishini ko'rsatadi.
S1 kremniy-uglerod materiali tezlik va sikl ko'rsatkichlarini tekshirish uchun kichik yumshoq paketli to'liq batareyani tayyorlash uchun ishlatilgan. Razryadlanish tezligi egri chizig'i 8(a)-rasmda ko'rsatilgan. 0,2C, 0,5C, 1C, 2C va 3C ning razryadlanish sig'imlari mos ravishda 2,970, 2,999, 2,920, 2,176 va 1,021 Ah ni tashkil qiladi. 1C razryadlanish tezligi 98,3% gacha yuqori, ammo 2C razryadlanish tezligi 73,3% gacha, 3C razryadlanish tezligi esa 34,4% gacha pasayadi. Kremniy manfiy elektrod almashinuvi guruhiga qo'shilish uchun WeChat: shimobang ni qo'shing. Zaryadlanish tezligi jihatidan 0,2C, 0,5C, 1C, 2C va 3C ning zaryadlash sig'imlari mos ravishda 3,186, 3,182, 3,081, 2,686 va 2,289 Ah ni tashkil qiladi. 1C zaryadlash tezligi 96,7% ni tashkil qiladi, 2C zaryadlash tezligi esa hali ham 84,3% ga etadi. Biroq, 8(b)-rasmdagi zaryadlash egri chizig'ini kuzatsak, 2C zaryadlash platformasi 1C zaryadlash platformasidan sezilarli darajada katta va uning doimiy kuchlanishli zaryadlash quvvati ko'p qismini (55%) tashkil etadi, bu 2C qayta zaryadlanuvchi batareyaning qutblanishi allaqachon juda katta ekanligini ko'rsatadi. Kremniy-uglerodli material 1C da yaxshi zaryadlash va tushirish ko'rsatkichlariga ega, ammo yuqori tezlik ko'rsatkichlariga erishish uchun materialning strukturaviy xususiyatlarini yanada yaxshilash kerak. 9-rasmda ko'rsatilganidek, 450 tsikldan so'ng, quvvatni saqlash darajasi 78% ni tashkil etadi, bu yaxshi tsikl ko'rsatkichlarini ko'rsatadi.
SEM yordamida sikldan oldin va keyin elektrodning sirt holati o'rganildi va natijalar 10-rasmda ko'rsatilgan. Sikldan oldin grafit va kremniy-uglerod materiallarining yuzasi tiniq bo'ladi [10(a)-rasm]; sikldan keyin sirtda qoplama qatlami aniq hosil bo'ladi [10(b)-rasm], bu qalin SEI plyonkasi. SEI plyonkasining pürüzlülüğüFaol lityum iste'moli yuqori, bu sikl ishlashiga yordam bermaydi. Shuning uchun, silliq SEI plyonkasining hosil bo'lishini rag'batlantirish (masalan, sun'iy SEI plyonkasini qurish, mos elektrolit qo'shimchalarini qo'shish va boshqalar) sikl ishlashini yaxshilashi mumkin. Sikldan keyin kremniy-uglerod zarralarining kesma SEM kuzatuvi [10(c)-rasm] shuni ko'rsatadiki, asl chiziq shaklidagi kremniy nanopartikullari qo'polroq bo'lib qolgan va g'ovak tuzilish asosan yo'q qilingan. Bu asosan sikl davomida kremniy-uglerod materialining doimiy ravishda kengayishi va qisqarishi bilan bog'liq. Shuning uchun, kremniy asosidagi materialning hajm kengayishi uchun etarli bufer maydonini ta'minlash uchun g'ovak tuzilishni yanada yaxshilash kerak.
3 Xulosa
Ushbu maqola kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallarining hajm kengayishi, yomon o'tkazuvchanligi va yomon interfeys barqarorligiga asoslanib, kremniy nanoshujayralarining morfologik shakllanishi, g'ovakli struktura qurilishi, o'tkazuvchan tarmoq qurilishi va butun ikkilamchi zarrachalarning to'liq uglerod qoplamasidan tortib, kremniy asosidagi salbiy elektrod materiallarining umuman barqarorligini oshirishgacha maqsadli yaxshilanishlarni amalga oshiradi. Kremniy nanoshujayralarining to'planishi g'ovakli struktura hosil qilishi mumkin. CNT ning kiritilishi g'ovakli strukturaning shakllanishiga yanada yordam beradi. Suyuq faza qoplamasi bilan tayyorlangan kremniy-uglerod kompozit materiali qattiq faza qoplamasi bilan tayyorlangan materialga qaraganda ikki karra uglerod qoplama effektiga ega va yuqori solishtirma quvvat va birinchi samaradorlikni namoyish etadi. Bundan tashqari, CNT ni o'z ichiga olgan kremniy-uglerod kompozit materialining birinchi samaradorligi CNTsiz materialga qaraganda yuqori, bu asosan g'ovakli strukturaning kremniy asosidagi materiallarning hajm kengayishini yumshatish qobiliyatining yuqori darajasi bilan bog'liq. CNT ning kiritilishi uch o'lchovli o'tkazuvchan tarmoqni yaratadi, kremniy asosidagi materiallarning o'tkazuvchanligini yaxshilaydi va 1C da yaxshi tezlik ko'rsatkichlarini ko'rsatadi; va material yaxshi sikl ko'rsatkichlarini ko'rsatadi. Biroq, kremniyning hajmini kengaytirish uchun yetarli bufer maydonini ta'minlash va silliq hosil bo'lishini rag'batlantirish uchun materialning g'ovakli tuzilishini yanada mustahkamlash kerak.va kremniy-uglerod kompozit materialining tsikl ishlashini yanada yaxshilash uchun zich SEI plyonkasi.
Shuningdek, biz yuqori toza grafit va kremniy karbid mahsulotlarini yetkazib beramiz, ular gofretni qayta ishlashda, masalan, oksidlanish, diffuziya va tavlashda keng qo'llaniladi.
Dunyo bo'ylab mijozlarni keyingi muhokama uchun bizga tashrif buyurishga taklif qilamiz!
https://www.vet-china.com/
Nashr vaqti: 2024-yil 13-noyabr