Para aprender unos de otros, ¿qué procesos se pueden usar para modificar y optimizar el silicio? El tratamiento compuesto de silicio y otras sustancias puede jugar un mejor efecto, entre los cuales el material compuesto de silicio-carbono es un tipo de material que se ha estudiado más.
El material de carbono es actualmente el material de electrodo negativo más utilizado, el material de carbono se puede dividir en carbono blando (carbono grafitizado), grafito, carbono duro (carbono amorfo) tres tipos, su ecuación química de carga y descarga se puede expresar como:
El material del ánodo de carbono tiene una buena estabilidad cíclica y una excelente conductividad eléctrica, y los iones de litio no tienen ningún efecto obvio en el espacio de su capa, y se puede amortiguar y adaptarse a la expansión del volumen de silicio hasta cierto punto, por lo que a menudo se usa para agravar con silicio.
En general, de acuerdo con los tipos de materiales de carbono, los compuestos se pueden dividir en dos categorías: materiales compuestos tradicionales de carbono de silicio y materiales compuestos nuevos de carbono de silicio. Entre ellos, los materiales compuestos tradicionales se refieren a silicio y grafito, MCMB, negro de carbono y otros compuestos, y nuevos materiales compuestos de silicio-carbono se refieren a nanotubos de silicio y carbono, grafeno y otros nuevos compuestos de nanomateriales de carbono.
Según el modo de distribución de silicio, los materiales del ánodo de carbono de silicio se dividen principalmente en tipo recubierto, tipo incrustado y tipo de contacto molecular, y de acuerdo con la morfología, se dividen en tipo de partículas y tipo de película, y de acuerdo con el número de carbono de silicio Tipos, compuesto binario de carbono de silicio y compuesto múltiple de carbono de silicio. La siguiente figura muestra la distribución diferente de los materiales del ánodo de carbono de silicio:
Los procesos de preparación de los compuestos de carbono de silicio incluyen molienda de bolas, agrietamiento a alta temperatura, deposición de vapor químico, deposición de pulverización, evaporación, etc. La capacidad reversible del ánodo de carbono de silicio preparado por el método de molienda de bolas puede alcanzar 500 ~ 1000 mAh/g, y la molienda de bolas puede promover la mezcla uniforme entre las partículas de la materia prima y obtener un tamaño de partícula más pequeño, y el espacio entre las partículas es También conduce a la mejora del rendimiento del ciclo de la batería.
El método de agrietamiento de alta temperatura es un método para obtener materiales compuestos SI/C mediante la agrietamiento de partículas de nano silicio y precursores orgánicos o pirólisis directa de precursores de silicona. La capacidad de gramo de los materiales compuestos de carbono de silicio obtenidos por este método es menor que la de los materiales compuestos Si/C obtenidos por el método de molienda de bolas de alta energía, pero más alta que la del grafito, aproximadamente 300 ~ 700 mAh/g. Esto se debe a que el material del electrodo preparado por el método de pirólisis contiene una gran cantidad de sustancias no electroquímicamente activas, lo que reduce la capacidad del material del electrodo.
Las partículas de nano-silicio se han estudiado anteriormente como materiales de electrodo negativos, pero su gran efecto de volumen de expansión limita su aplicación. El material compuesto preparado por el Silicon Carbon Composite se reserva el espacio de expansión para la expansión del volumen de silicio, y compensa las deficiencias de mala conductividad de la película de silicio y SEI inestable hasta cierto punto, y ha sido ampliamente preocupado y aplicado por los fabricantes de células. . El famoso fabricante de automóviles Tesla lanzó en 2016, el material del ánodo de celda de batería Modle3 es el material del ánodo de carbono de silicio, su velocidad de 0 a 60 millas por hora (aproximadamente 96.6 kilómetros) aceleración de solo 6 segundos, un rango de 215 millas (aproximadamente 346 kilómetros) , interesado puede prestar atención.
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