Vergleichende Analyse von Silizium-Kohlenstoff-Verbund werkstoffen und Silizium-Sauerstoff-Anode
Silizium-Kohlenstoff-Verbund werkstoffe:
Silizium-Kohlenstoff-Verbund werkstoffe bestehen üblicher weise aus einer Mischung von Nanos ilicium-und Graphit materialien. Durch die Reduzierung der Partikel größe von Materialien auf Silizium basis auf das Nanometer niveau können kleinere Partikel größen und mehr Hohlräume erhalten werden. Dies erleichtert das Puffern der Spannung und Verformung, die durch Silizium während des Prozesses der Einfügung und Extraktion von Lithium-Ionen erzeugt werden. Darüber hinaus können Nanopartikel den Diffusions abstand von Lithium-Ionen verkürzen und die Lithium-Speicher kapazität von Silizium materialien erhöhen. Die Kerns chwierigkeit des Herstellungs prozesses von Silizium-Kohlenstoff-Anoden liegt in der Herstellung von Nano-Silizium-Pulver, und übliche Nano-Silizium-Produktions prozesse umfassen Magnesium-Wärme reduktion, Silan-thermische Zersetzung. Entladung plasma und mechanisches Schleifen.
Silizium-Sauerstoff-Anode:
Silizium-Sauerstoff-Anoden bestehen aus einem Gemisch aus Silizium oxid (SiOx) und Graphit materialien. Im Vergleich zu Silizium materialien ist die Volumen ausdehnung von Silizium oxid während der Lithium insertion stark reduziert, so dass die Zyklus leistung stark verbessert wird. Der Kern von Silizium-Sauerstoff-Anoden ist die Herstellung von SiOx. Die meisten Unternehmen synthetisieren SiOx aus reinem Silizium und SiO2 zu einem Silizium-Sauerstoff-Anoden-Vorläufer, der dann durch eine Reihe von Prozessen hergestellt wird. SiOx kann auch direkt von außen gekauft werden, muss jedoch noch verarbeitet werden, bevor es mit künstlichem Graphit zusammen gesetzt werden kann, um eine negative Silizium-Sauerstoff-Elektrode herzustellen.
Der Weg der Kohlenstoff-Negativ elektroden technologie verwendet haupt sächlich Nano-Silizium. Die kleine Partikel größe kann die Volumen änderung von Materialien auf Silizium basis während des Ladens und Entladens verbessern, und Silizium materialien im Nano maßstab haben kleinere Partikel größen und mehr Lücken. Dies kann die Spannung und Verformung, die durch Silizium während des Prozesses der Lithium-Ionen-Insertion und-Extraktion erzeugt wird, leichter abpuffern. Darüber hinaus können Nanopartikel den Diffusions abstand von Lithium-Ionen verkürzen und die Lithium-Speicher kapazität von Silizium materialien erhöhen. Der Weg der Silizium-Sauerstoff-Negativ elektroden technologie verwendet haupt sächlich Silizium oxid. Im Vergleich zu einzelnen Silizium partikeln weist Silizium oxid (SiOx) während der Lithium insertion eine geringere Volumen ausdehnung auf, sodass seine Zyklus stabilität im Vergleich zur negativen Elektrode aus reinem Silizium erheblich verbessert wird.
Derzeit ist Silizium-Sauerstoff die Haupt leistung in Anwendungen. Im Bereich der Leistungs batterien, der Vor-Lithium-Silizium-Sauerstoff der dritten Generation, Tesla (dotiert 5%), Kirin-Batterie (dotiert 8-12%), NIO ET7 (dotiert 20-30%, halb fest, aber schlechter Zyklus); Im Bereich der Verbraucher batterien ist Silizium kohlenstoff weiter fort geschritten und mit 5-10% dotiert.
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