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Silizium-Lithium-Ionen-Akku mit hoher Energiedichte

Silizium ist die bevorzugte Kathode für Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Energiedichte wegen der höchsten theoretischen Lithiumspeicherkapazität, Silizium, aber seine geringe Zykluslebensdauer behindert ernsthaft seine kommerzielle Anwendung. Die niedrige Zykluslebensdauer der Siliziumkathode ist auf ihre enorme Volumenausdehnung während des Ladens und Entladens zurückzuführen. Silizium In diesem Artikel werden die Forschungsarbeiten überprüft, um ein praktikables technisches Denken für den praktischen Prozess der Siliziumkathode zu ermöglichen.

Als Antwort auf dieses Problem haben Forscher viel Forschung betrieben, um ihre zyklische Leistung zu verbessern. Ein Teil der Arbeit konzentriert sich auf die Gestaltung der Zusammensetzung und Struktur von Siliziummaterialien, wie die Fähigkeit, einen Polsterungsraum für Verbundmaterialien bereitzustellen, oder die Verwendung von Nanotechnologie, um den Volumenquellungseffekt von aktiven Partikeln zu reduzieren. Magasinskia und andere Menschen nehmen zweistufige Dampfabscheidungsverfahren an, um Nano-Si-Verbundwerkstoffe herzustellen, und das Verhältnis von Material zu 100 Wochen nach der Zirkulation liegt immer noch über 1500 mah, wobei Silizium eine ausgezeichnete zyklische Leistung zeigt. Cui Yi und andere Menschen durch die Vorlage Methode hergestellt hohlen Silizium-Nanoröhrchen, zeigte das Material eine Lebensdauer von 6.000 Wochen.

Das strukturelle Design des Siliziummaterials kann die einzelnen aktiven Partikel in den wiederholten Volumenänderungen intakt halten, wodurch die zyklische Leistung des Materials verbessert wird. Die Volumenausdehnung von Silizium führt aber auch zur mechanischen Stabilität der Elektroden, der elektrische Kontakt der aktiven Partikel in der Elektrode und die Stabilität des SEI-Films auf der Elektrodenoberfläche werden beeinflusst, Silizium also die Eigenschaften der Siliziumanode Das betrifft nicht nur die Zusammensetzung und Struktur des Materials selbst, sondern auch den Herstellungsprozess des polaren Chips, die Wahl des Elektrolyten und das Design der Batterie. Um den Anwendungsprozess der Siliziumkathode zu fördern, führten die Forscher eine Reihe von Arbeiten über die Elektrodenzusammensetzung, Silizium, die Auswahl des Bindemittels und die Optimierung des Elektrolyten durch, und der Hauptfortschritt war folgender:

Das Herstellungsverfahren einer Kathode auf Siliciumbasis ist üblicherweise eine Mischung aus aktivem Material, leitfähigem Mittel und Bindemittel, die auf einen Satz von Flüssigkeiten aufgetragen wird, um eine Elektrode zu bilden. Unter diesen kann das leitfähige Mittel einen guten elektrischen Kontakt zwischen den aktiven Pulvern aufrechterhalten, wodurch sichergestellt wird, dass die aktiven Teilchen in jedem Teil der Elektrode vollständig elektrochemisch sind. Daher werden die elektrische Leitfähigkeit, die Dispersion, die Siliziumteilchengröße, die Oberfläche und andere physikalische und chemische Indikatoren sowie die Zugabe und die Dispersion des Verfahrens die elektrochemischen Eigenschaften der auf Silizium basierenden Kathode signifikant beeinflussen. Die allgemein verwendeten leitfähigen Mittel sind Acetylenruß, Superp, Ke Qin schwarz, Dampfabscheidungscarbonfaser und so weiter, sie werden mit unterschiedlicher Morphologie, Silikonleitfähigkeit und der Fähigkeit des Absorbierens der Flüssigkeit wiederholt, also sind verschiedene leitende Mittel für unterschiedliche Strukturen und Morphologien passend von Siliziummaterialien.