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相关较高能相对密度锂电池应用研究

相关较高能相对密度锂电池应用研究

来源:
2021/11/30 09:39
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【摘要】:

  高能量密度的应用

  分析了电池的储能容量、耐久性和成本数据。目前,最先进的高能密度锂电池使用层状锂过渡金属氧化物LiMo2(M=Ni,Co和Mn或Al)作为阴极活性数据(≈150?200mahG-1有效放电容量)1?以石墨(理论比容量372mahG-1)作为阳极活性数据。添加部分硅(约li15si4,3579mahgsi ?1)被证明是进一步提高比能的有效策略。例如,Yim等人利用石墨和硅粉(5%wt%)的复合数据制备并测试了聚乙烯醇亚胺胶粘剂阳极。经过350次循环后,最有效的电极比容量为514 mahG-1,是商用石墨阳极的1.6倍,作者说。然而,结束高含量和高负载硅阳极的安全周期是非常具有挑战性的。硅作为阳极活性数据最严重的缺陷是:(I)不可逆性高,特别是在前两个循环中,如与电解质发生副反应;(II)而锂在合金化后,体积变化较大,导致粒子开裂,阳极自粉化。

  需要注意的是,所有这些反向效应不仅会在电池运行过程中造成较大的阻抗积聚,而且还会导致阴极锂的耗尽。此外,硅颗粒在导电炭黑/粘结剂网络和/或收集器中失去接触将加速容量的退化。近年来,新的和/或改进的电解质、添加剂和聚合物粘合剂已经经过测试,以克服硅阳极的重大问题。11、13、15吗?17此外,重点放在制备高质量的硅基氧化还原活性数据。从这些研究的角度来看,这里只考虑了其中的少数几个。特别是,硅和SiOx数据及其复合数据,特别是碳纳米颗粒,在未来的能源存储应用中具有广阔的前景。例如,18-21,Breitung等人生产了硅粒子和碳纳米纤维的复合材料,经过数百次循环后,其容量大约是原来硅粒子电极的两倍。结果表明,水热法制备葡萄糖后,碳包覆硅颗粒的容量保持性有所提高。受这些研究的启发,本研究的目的是利用聚合物预包覆硅颗粒制备具有核-壳结构的纳米si /C复合材料。采用电子显微镜、x射线衍射和拉曼光谱对700~900℃炭化粉末样品进行了表征。采用原位压力法、微分电化学质谱法和声发射法分析了si/C复合粒子在实际电极上的体积膨胀、渗透行为和机械变形/降解行为。

 

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