리튬전지 양극소재 확장 충전 어려움 극복 미중 R<000000> D팀의 새로운 방법

著者：Iflowpower – Olupese Ibusọ Agbara to ṣee gbe

외국 언론의 보도에 따르면, 실리콘은 에너지 밀도가 높아서 매우 매력적인 리튬 이온 배터리 음극 소재가 됐습니다. 그러나 충전 기간에는 셀 내부의 실리콘이 리튬과 상호 작용할 때 팽창 수축이 300%에 달할 수 있습니다. 시간이 지날수록 배터리 성능이 크게 저하되고, 단락이 발생하고, 궁극적으로 배터리가 폐기되게 됩니다.

위의 단점을 개선하고 배터리의 에너지 밀도를 전반적으로 유지하기 위해 현재 리튬 이온 배터리의 양극으로 일산화규소(SiOx, X≈1)를 사용하고 있다. 실리콘 기반 산화물 양극의 적용률이 매우 높고, 사이클 성능도 향상됩니다. 하지만 그 물질은 여전히 ​​부피 변화를 막지 못하고, 약한 전도성은 약합니다.

위와 같은 기술적 문제를 해결하기 위해 많은 연구 작업이 수행되었습니다. 오늘, 우리나라와 미국의 연구팀은 연구 결과를 발표하였고, 두 가지 새로운 개선 방법을 찾아냈습니다. 미국 연구팀의 연구 결과: 비접착성 실리카 산화물/탄소 복합체 켄터키 대학(UNIVERSITYE) 연구팀은 실리콘 기반 산화물 입자와 크라프트 리그닌을 혼합한 후, 리튬 이온 배터리 전극을 만드는 데 사용되는 고성능 비접착 실리콘 기반 산화물/탄소 복합체(Binder-freesiox/c)를 합성했습니다.

열처리 후 리그닌은 전도성 본체(ConductiveMatrix)를 형성하며, 이는 많은 수의 실리콘 기반 산화물 입자를 수용하여 전자 전도성, 연결성을 보장하고 리튬화/탈리튬화 중 리튬화/탈치환 반응에 적응할 수 있습니다. 볼륨 변경. 이 소재는 기존의 바인더나 도체를 사용할 필요가 없습니다.

복합소재로 만든 전극의 성능은 매우 우수합니다. 체적변화율이 비교적 작은 실리콘계 산화물 전극(160%)과 비교하면 기계적 전기화학적 특성이 우수하고, 페르본매트릭스가 크고 체적변화에 적응할 수 있다. 우리 팀의 연구 결과: 마이크로 SiOx / C 카본(코어-쉘) 복합체 우리나라 연구팀은 마이크로 SiOx / C 코어-쉘 복합체를 제조하는 효율적인 솔루션을 개발했습니다.

연구 그룹은 구연산과 볼 밀링 실리콘 기반 산화물을 혼합하여 탄소로 만들었고, 이어서 질감이 있는 SiOx / C-코어 쉘 복합체(SiOx 마이크로 코어와 구연산 탄소 CONFORMALCARBONSHELL)로 만들었습니다. 탄소 껍질은 실리콘 기반 산화물의 전기 전도도를 크게 증가시키고 리튬화/탈리튬 반응에 맞게 부피가 변화합니다. SiOx/C 복합체로 만들어진 전극은 1296이다.

3mAh/g, COMBICEFFICIENCY는 최대 99.8%에 달하고, 용량 유지율은 65.1%(843.

충전과 방전 후 200회는 5mAh/g입니다. 연구팀에 따르면, 이 복합체의 배출 효율은 매우 우수합니다. 이 방법은 대량 생산이 가능하고, 비용 효율적이며, SiOx/C 복합 재료로 만들어진 고성능 양극 재료를 생산할 수 있습니다.