Mit dem wachsenden Absatz neuer Energiefahrzeuge haben große Geräte wie neue Energiefahrzeuge höhere Ladungs- und Entladeanforderungen für Lithium-Ionen-Batterien vorgeschlagen, während die derzeit verwendeten Anoden- und Kathodenmaterialien zunehmend nicht in der Lage sind, die oben genannten Anforderungen zu erfüllen. Um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern, ist es zweifellos die bequemste und effizienteste, um zuerst die elektrochemische Leistung der Anodenelektrode zu verbessern.
Silizium hat eine größere theoretische spezifische Kapazität (4200mAh/g), eine Größenordnung höher als die spezifische Kapazität von Graphitanodenmaterialien (372mAh/g) und ein geringeres Lithium-Embedded-Potenzial. Silizium ist ein ideales Anodenmaterial für eine neue Generation von Lithium-Ionen-Batterien wegen seiner geringen Reaktivität mit Elektrolyt, reichlichen Reserven in der Erdkruste und niedrigem Preis.
Die Geschichte derSilizium-Carbon-Anode
Die Industrialisierung von Silizium-Kohlenstoff-Anoden-Materialien begann in den 1920er Jahren. 1970, als Silizium auf die Anode von Lithium-Ionen-Batterien aufgebracht wurde, begannen die Experimentatoren, das Element zu verwenden, das Legierungen als Anode bilden kann.
Der Zeitraum von 1990 bis 2000 war die erste Entwicklung einer negativen Elektrode auf Siliziumbasis. Zunächst wurde die Herstellung einer siliziumbasierten Negativelektrode durch pyrolytisches Silizium-haltiges Polymer untersucht.
In den späten 1990er Jahren wurden nanoskalige Komplexe von Silizium mit anderen Matrizen auch verwendet, um die Leistung von negativen Elektroden auf Siliziumbasis zu verbessern. Der Silizium/Graphit-Verbundwurde nach physikalischer Methode hergestellt und seine Kapazität wurde von 437mAh/g auf 1039mAh/g erhöht.
Seit Beginn des 21. Jahrhunderts wurden kleine Silizium-Nanopartikel, zweidimensionale und dreidimensionale Siliziumstrukturen im Detail untersucht und ausgereifte Systeme etabliert.
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