من الصعب التغلب على توسيع مادة أنود بطارية الليثيوم للشحن من خلال الطريقة الجديدة التي وضعها فريق البحث والتطوير الأمريكي والصيني

Auctor Iflowpower - Dostawca przenośnych stacji zasilania

وبحسب تقارير إعلامية أجنبية، فإن السيليكون أصبح مادة جذابة للغاية لأنود بطارية ليثيوم أيون، نظرًا لامتلاكه كثافة طاقة عالية. ومع ذلك، أثناء فترة الشحن، يمكن أن يصل انكماش التمدد إلى 300% عندما يتفاعل السيليكون الموجود في الخلية مع الليثيوم. وبمرور الوقت، سيؤدي ذلك إلى تقليل الأداء بشكل كبير، وقصر الدائرة الكهربائية للبطارية، وفي النهاية يؤدي إلى تلف البطارية.

من أجل تحسين العيوب المذكورة أعلاه والحفاظ بشكل عام على كثافة طاقة البطارية، يتم حاليًا استخدام أنود بطارية ليثيوم أيون باستخدام أول أكسيد السيليكون (SiOx، X ≈1). إن تطبيق أنود أكسيد السيليكون مرتفع للغاية، كما تم تحسين أداء الدورة أيضًا. ومع ذلك، فإن المادة لا تزال لا تمنع التغيرات في الحجم، والتوصيل الضعيف ضعيف.

لقد تم إجراء عدد كبير من أعمال البحث للتعامل مع المشاكل التقنية المذكورة أعلاه. واليوم، نشر فريق البحث في بلدي والولايات المتحدة نتائج البحث واكتشف طريقتين جديدتين للتحسين. نتائج البحث لفريق الولايات المتحدة: مركب أكسيد السيليكا / الكربون غير اللاصق فريق البحث بجامعة كنتاكي (UNIVERSITYE) بعد خلط جزيئات أكسيد السيليكون والكرافتليجنين، تم تصنيع مركب أكسيد / كربون عالي الأداء غير مرتبط قائم على السيليكون (Binder-freesiox / c) لصنع أقطاب بطاريات أيون الليثيوم.

بعد المعالجة الحرارية، يشكل اللجنين جسمًا موصلًا (مصفوفة موصلة)، والذي يمكنه استيعاب عدد كبير من جزيئات أكسيد السيليكون لضمان التوصيل الإلكتروني والاتصال والتكيف مع تفاعل الليثيوم / إزالة السوس أثناء الليثيوم / إزالة السوس. تغيير الحجم. لا تحتاج هذه المادة إلى استخدام المواد الرابطة أو الموصلات التقليدية.

إن أداء القطب الكهربائي المصنوع من المواد المركبة ممتاز للغاية. بالمقارنة مع قطب أكسيد السيليكون الصغير نسبيًا (160٪) من معدل تغيير الحجم، فإن الخصائص الكهروكيميائية الميكانيكية ممتازة، ومصفوفة الفيربونات كبيرة، ويمكن تكييفها مع تغييرات الحجم. نتائج أبحاث فريقنا: مجمع غلاف النواة الدقيقة SiOx / C: تمكن فريق البحث في بلدي من تطوير حل فعال لإعداد مجمع غلاف النواة الدقيقة SiOx / C.

قامت مجموعة الدراسة بخلط حمض الستريك مع أكسيد السيليكون المطحون بالكرات مما أدى إلى تكوين الكربون، متبوعًا بمجمع غلاف محكم من SiOx / C-core - قلب صغير من SiOx وكربون السترات CONFORMALCARBONSHELL. لقد أدى الغلاف الكربوني إلى زيادة التوصيل الكهربائي لأكاسيد السيليكون بشكل كبير، وتغير الحجم للتكيف مع تفاعل الليثيوم / إزالة الليثيوم. الأقطاب الكهربائية التي يتم تصنيعها بواسطة مجمع SiOx/C هي 1296.

تبلغ سعة البطارية 3 مللي أمبير/ساعة/جرام، وتصل كفاءة الدمج إلى 99.8%، ومعدل الاحتفاظ بالسعة 65.1% (843.1%).

(5 مللي أمبير / جرام) بعد الشحن والتفريغ 200 مرة. وبحسب فريق البحث فإن كفاءة تفريغ المجمع ممتازة للغاية. يمكن أن تحقق هذه الطريقة إنتاجًا ضخمًا وفعالًا من حيث التكلفة، ويمكنها إنتاج مواد أنود عالية الأداء مصنوعة من مركبات معقدة SiOx / C.