Proses apa yang dapat memodifikasi silikon untuk membuat baterai lithium-ion lebih dioptimalkan?

Untuk belajar dari satu sama lain, proses apa yang dapat digunakan untuk memodifikasi dan mengoptimalkan silikon? Perlakuan gabungan silikon dan zat lain dapat memainkan efek yang lebih baik, di antaranya bahan komposit silikon-karbon adalah jenis bahan yang telah dipelajari lebih banyak.

Bahan karbon saat ini adalah bahan elektroda negatif yang paling banyak digunakan, bahan karbon dapat dibagi menjadi karbon lunak (karbon grafitisasi), grafit, karbon keras (karbon amorf) tiga jenis, persamaan kimianya muatan dan pelepasan dapat dinyatakan sebagai:

Bahan anoda karbon memiliki stabilitas siklik yang baik dan konduktivitas listrik yang sangat baik, dan ion lithium tidak memiliki efek yang jelas pada spasi lapisannya, dan dapat buffer dan beradaptasi dengan ekspansi volume silikon sampai batas tertentu, sehingga sering digunakan untuk bertambah dengan silikon.

Secara umum, menurut jenis bahan karbon, komposit dapat dibagi menjadi dua kategori: bahan komposit tradisional karbon silikon dan bahan komposit karbon silikon baru. Di antara mereka, bahan komposit tradisional mengacu pada silikon dan grafit, MCMB, karbon hitam dan komposit lainnya, dan bahan komposit silikon-karbon baru mengacu pada silikon dan nanotube karbon, graphene dan komposit nanomaterial karbon baru lainnya.

Menurut mode distribusi silikon, bahan anoda karbon silikon terutama dibagi menjadi tipe yang dilapisi, tipe tertanam dan jenis kontak molekuler, dan menurut morfologi, mereka dibagi menjadi jenis partikel dan jenis film, dan sesuai dengan jumlah karbon silikon karbon silikon Jenis, komposit biner karbon silikon dan silikon karbon ganda komposit. Gambar berikut menunjukkan distribusi bahan anoda karbon silikon yang berbeda:

Proses persiapan komposit karbon silikon meliputi penggilingan bola, retak suhu tinggi, deposisi uap kimia, deposisi sputtering, penguapan dan sebagainya. Kapasitas reversibel anoda karbon silikon yang disiapkan dengan metode penggilingan bola dapat mencapai 500 ~ 1000mAh/g, dan penggilingan bola dapat meningkatkan pencampuran seragam antara partikel bahan baku dan mendapatkan ukuran partikel yang lebih kecil, dan celah antara partikel adalah Juga kondusif untuk peningkatan kinerja siklus baterai.

Metode retak suhu tinggi adalah metode untuk mendapatkan bahan komposit Si/C dengan memecahkan partikel silikon nano dan prekursor organik atau pirolisis langsung dari prekursor silikon. Kapasitas gram bahan komposit karbon silikon yang diperoleh dengan metode ini lebih rendah dari bahan komposit Si/C yang diperoleh dengan metode penggilingan bola berenergi tinggi, tetapi lebih tinggi dari grafit, sekitar 300 ~ 700mAh/g. Ini karena bahan elektroda yang disiapkan dengan metode pirolisis mengandung sejumlah besar zat aktif non-elektrokimia, yang mengurangi kapasitas bahan elektroda.

Partikel nano-silikon telah dipelajari sebelumnya sebagai bahan elektroda negatif, tetapi efek volume ekspansi yang besar membatasi aplikasi mereka. Bahan gabungan yang disiapkan oleh silikon karbon komposit cadangan ruang ekspansi untuk ekspansi volume silikon, dan menebus kekurangan konduktivitas silikon yang buruk dan film SEI yang tidak stabil sampai batas tertentu, dan telah banyak prihatin dan diterapkan oleh produsen sel sel sel . Produsen mobil terkenal Tesla diluncurkan pada tahun 2016, bahan anoda sel baterai Modle3 adalah bahan anoda karbon silikon, kecepatannya dari 0 hingga 60 mil per jam (sekitar 96,6 kilometer) hanya akselerasi 6 detik, kisaran 215 mil (sekitar 346 kilometer)) , tertarik dapat memperhatikan.