ملخص لأحدث تقدم البحث في مواد أنود بطارية الليثيوم القائمة على الجرافيت!

تعتبر مواد الجرافيت مادة أنود مثالية لبطاريات الليثيوم بسبب ثباتها العالي وموصليةها الجيدة ومصادرها الواسعة. ومع ذلك ، فإن السعة المحددة وأداء المعدل لأنود الجرافيت الطبيعي لا يمكن أن يلبي احتياجات مواد الأنود عالية الأداء. من أجل حل هذه المشكلة ، أجرى الباحثون سلسلة من دراسات التعديل عليها.

تصف هذه المقالة التقدم البحثي لمواد أنود الجرافيت لبطاريات الليثيوم أيون من طرق تعديل أنودات الجرافيت ، وتشير إلى مزايا وعيوب طرق التعديل المختلفة. يُعتقد أن التعديل التآزري من خلال طرق متعددة هو وسيلة فعالة لتحسين مواد أنود الجرافيت بشكل شامل. .

I. مقدمة

تشتمل مواد أنود الكربون التي تمت دراستها حتى الآن على الكربون الجرافيت (الجرافيت المتقشر الطبيعي ، الكرات الدقيقة الكربونية ذات الطور الجرافيت ، إلخ) والكربون غير الجرافيت (الكربون الناعم ، الكربون الصلب ، إلخ). من بينها ، يتميز الجرافيت بمزايا منصة جهد الشحن والتفريغ المنخفض ، واستقرار الدورة العالية والتكلفة المنخفضة ، ويعتبر مادة قطب سالبة مثالية في تطبيقات بطاريات الليثيوم أيون الحالية. في الوقت الحاضر ، أحرزت أبحاث تعديل الجرافيت الطبيعي بعض التقدم وتم تسويقها.

تستخدم أقطاب الجرافيت السالبة عمومًا الجرافيت المقشر الطبيعي ، ولكن هناك العديد من أوجه القصور:

1 يحتوي مسحوق الجرافيت المقشر على مساحة سطح محددة كبيرة ، والتي لها تأثير أكبر على كفاءة الشحن والتفريغ الأولى للقطب السالب ؛

2 تحدد بنية طبقة الجرافيت أنه لا يمكن تضمين Li + إلا من السطح النهائي للمادة وينتشر تدريجيًا في الجسيمات. بسبب تباين الجرافيت المقشر ، فإن مسار انتشار Li + طويل وغير متساوٍ ، مما يؤدي إلى سعة محددة منخفضة ؛

3. يؤدي تباعد الطبقات البينية الصغير للجرافيت إلى زيادة مقاومة انتشار Li + ، كما أن أداء المعدل ضعيف. يسهل إيداع Li + على سطح الجرافيت لتكوين تشعبات الليثيوم أثناء الشحن السريع ، مما يتسبب في مخاطر جسيمة تتعلق بالسلامة.

من أجل حل أوجه القصور المتأصلة أعلاه في الجرافيت المتقشر ، من الضروري تعديل الجرافيت وتحسين أداء مادة القطب السالب. تشمل طرق التعديل الحالية بشكل أساسي المعالجة الكروية والمعالجة السطحية وتعديل المنشطات.

2. كروية

تهدف إلى مشكلة السعة النوعية المنخفضة للإلكترود السالب لبطارية أيون الليثيوم الناتجة عن تباين الجرافيت المتقشر ، يجب تعديل مورفولوجيا الجرافيت المقشر لجعله متناحي الخواص قدر الإمكان.

تم تصنيع إنتاج الجرافيت الكروي. في الإنتاج الصناعي ، تُستخدم آلات تشكيل تأثير الرياح بشكل أساسي لتكوير الجرافيت المتقشر. من بينها ، آلة طحن دوامة تدفق الهواء هي معدات شائعة الاستخدام. تحتوي هذه الطريقة على شوائب أقل أثناء عملية التكوير ، لكن معداتها كبيرة الحجم ، وكمية الجرافيت كبيرة ، والمحصول منخفض ، وهو محدود للغاية في التحضير المخبري.

في السنوات الأخيرة ، استخدم بعض العلماء مطحنة صغيرة ذات تأثير دوار لتحضير المختبر. من خلال تحليل التغيرات في المسامية أثناء عملية التكوير ، وجدوا أن الزيادة في الطاقة أثناء عملية التكوير أدت إلى زيادة المسامية المفتوحة لجزيئات الجرافيت وتقليل المسامية المغلقة. ، مما سيؤثر على أدائها الكهروكيميائي. بالإضافة إلى الطحن الجاف المذكور أعلاه ، يستخدم بعض العلماء أيضًا طريقة الطحن الرطب ، باستخدام الماء كوسيط ، وإضافة كربوكسي ميثيل السليلوز كمشتت لمنع جزيئات الجرافيت من التكتل في الماء ، يمكن لطريقة الطحن هذه أن تكون جزيئات الجرافيت فعالة زاوي. بعد تصنيف المنتج عن طريق الأعاصير والترسيب ، يتم الحصول على جزيئات ذات توزيع ضيق الحجم. تشير الأبحاث إلى أنه بعد التصنيف الكروي وتصنيفه ، تزداد قدرته القابلة للانعكاس بشكل ملحوظ بحوالي 20 مللي أمبير / غرام.

بالإضافة إلى تشكيل جسيمات الجرافيت نفسها ، يمكن أيضًا ربط مسحوق الجرافيت متناهية الصغر في شكل كروي من خلال مادة رابطة. تتمتع كرات الجرافيت المحضرة بهذه الطريقة بتوازن ممتاز. في السنوات الأخيرة ، استخدم بعض العلماء الجلوكوز كمقدمة وموثق للكربون غير المتبلور ، وتم تجفيفه بالرش للالتصاق بفعالية بجزيئات السيليكون النانوي وجزيئات الجرافيت معًا ، وتكتل جزيئات الجرافيت متناهية الصغر في مجالات منتظمة ، بحيث يمكن أن تصل السعة المحددة إلى 600 مللي أمبير في الساعة. / فوق g ، يتم التغلب على فقدان السعة أثناء الشحن والتفريغ إلى حد معين ، ومعدل الاحتفاظ بالقدرة بعد 100 دورة هو 90٪

وو وآخرون. استخدم لزوجة كحول البولي ينيل لربط وتجفيف مسحوق الجرافيت متناهي الصغر إلى جزيئات كروية منتظمة الخواص عن طريق التجفيف بالرش. بسبب المسام الصغيرة بين الجرافيت الناعم ، تم زيادة استقرار الدورة. بعد 105 دورات ، ظلت السعة المحددة عند 367 مللي أمبير / جرام ، ولكن نظرًا لوجود المسام الدقيقة ، كانت الكفاءة الأولية أقل بنسبة 77٪ ؛ بعد إضافة طلاء سترات الكربون ، زادت الكفاءة الأولية إلى 80٪. لا تحتوي هذه الطريقة على متطلبات عالية بشأن مورفولوجيا المادة الخام للجرافيت ، كما أن تماثل الجسيمات المشكلة جيد. يتميز بأداء دورة أكثر استقرارًا من مسحوق الجرافيت وقدرة محددة أقرب إلى 372 مللي أمبير / جرام.

يمكن تحسين السعة المحددة (fl350mAh / g) وكفاءة الدورة الأولى (≥85٪) وأداء دورة مادة القطب السالب بشكل كروي (معدل الاحتفاظ بالقدرة بعد 500 دورة هو ≥80٪) . كمادة قطب سالبة لبطاريات الليثيوم أيون ، فإن حجم الجسيمات d50 هو الأنسب بين 16 و 18 ميكرومتر. إذا كان حجم الجسيمات صغيرًا جدًا ، تكون مساحة السطح المحددة أكبر ، مما يتسبب في استهلاك القطب السالب لكمية كبيرة من Li + أثناء الدورة الأولى ، مما يؤدي إلى تكوين طبقة صلبة عازلة بينية (فيلم SEI) ، مما يجعل كفاءة الشحن والتفريغ الأولى منخفضة ؛ إذا كان حجم الجسيمات كبيرًا جدًا ، تكون مساحة السطح المحددة كبيرة نسبيًا. صغيرة ، منطقة التلامس مع المنحل بالكهرباء صغيرة ، مما يؤثر على السعة المحددة للقطب السالب.

ثلاثة ، المعالجة السطحية

1 تغيير هيكل المسام

يعد هيكل المسام السطحي للجرافيت عاملاً مهمًا يحدد قدرة البطاريات على إدخال الليثيوم. يمكن أن يؤدي وجود المسام الدقيقة على سطح مادة الجرافيت إلى زيادة قناة انتشار Li + وتقليل مقاومة انتشار Li + ، وبالتالي تحسين أداء معدل المادة بشكل فعال.

تشنغ وآخرون. وضع الجرافيت في محلول مائي قلوي قوي (KOH) للحفر ، ثم صلبه عند 800 درجة مئوية في جو من النيتروجين لإنتاج ثقوب نانوية على السطح. يمكن استخدام المسامير النانوية هذه كمدخل لـ Li + ، بحيث لا يتمكن Li + من الدخول من السطح النهائي للجرافيت فحسب ، بل يمكن أيضًا تضمينه من سطح القاعدة ، مما يؤدي إلى تقصير مسار الترحيل . بعد الاختبار والشحن والتفريغ بمعدل 3 درجات مئوية ، يمتلك أنود الجرافيت المحفور KOH معدل استبقاء قدرة 93٪ ، وهو أعلى من معدل الجرافيت الأصلي (85٪) ؛ بمعدل 6 درجات مئوية ، يمكن تحقيق معدل الاحتفاظ بالقدرة بنسبة 74٪.

شيم وآخرون. مقارنة معدلات الاحتفاظ بالسعة من الجرافيت الخام ، والجرافيت المنقوش KOH ، والجرافيت المحفور KOH عند 80 درجة مئوية ، وأثبت أن معدل الاحتفاظ بالسعة للجرافيت المحفور عند 80 درجة مئوية هو الأفضل ، ومعدل الجرافيت المنقوش بالحفر هو الأفضل الثاني. والسبب في ذلك هو أن التلدين عند درجات الحرارة المرتفعة يدمر البنية البلورية. من خلال تحليل الممانعة ، بعد 50 دورة ، تكون مقاومة انتشار Li + للجرافيت المحفور 60٪ فقط من تلك الموجودة في الجرافيت الأصلي ، مما يفسر أيضًا تحسين أداء المعدل.

يستخدم بعض العلماء أيضًا ترسيب البخار لتنمية أنابيب نانوية كربونية عالية الموصلية على سطح الجرافيت في الموقع ، بحيث تكون كفاءة الشحن والتفريغ الأولية للجرافيت هي> ؛ 95٪ ، ومعدل الاحتفاظ بالقدرة بعد 528 دورة هو> ؛ 92٪.

يمكن ملاحظة أن تحسين البنية المسامية لسطح الجرافيت يمكن أن يزيد من قناة انتشار Li + ويقلل مقاومة انتشار Li + ، وهي وسيلة فعالة لتحسين أداء المعدل واستقرار دورة الجرافيت.

2 أكسدة السطح

يمكن للأكسدة القضاء على ذرات الكربون غير المنتظمة على سطح الجرافيت الطبيعي ، بحيث يمكن أن يستمر تفاعل الأكسدة والاختزال على سطح الجرافيت بشكل موحد. في الوقت نفسه ، تتشكل مجموعات وظيفية مثل -COO- و -OH على سطح الجرافيت الطبيعي المؤكسد. ترتبط هذه المجموعات الوظيفية بسطح الجرافيت الطبيعي في شكل روابط تساهمية ، وتشكل فيلم SEI ثابتًا كيميائيًا على سطح الجرافيت الطبيعي أثناء دورات الشحن والتفريغ ، وبالتالي تحسين كفاءة تفريغ الشحنة الأولى للجرافيت الطبيعي والدورة تم تحسين حياة الجرافيت. يختار المؤكسد بشكل عام O2 و HNO3 و H2O2.

تتطلب عملية الأكسدة باستخدام مؤكسد الطور الغازي معالجة بدرجة حرارة عالية لإصلاح عيوب سطح جزيئات الجرافيت. شيم وآخرون. يستخدم الهواء كعامل مؤكسد لأكسدة الجرافيت الطبيعي عند 550 درجة مئوية. ووجدت الدراسة أن فقدان الوزن أثناء عملية الأكسدة يرتبط خطيًا بانخفاض مساحة السطح المحددة ؛ بعد الأكسدة ، يبلغ قطر سطح الجرافيت الطبيعي 40 400 ألف. يتم تقليل مساحة السطح بشكل كبير ، وتم تحسين أداء الدورة وكفاءة الشحن والتفريغ الأولى ، ولكن تظل قدرتها القابلة للانعكاس وأداء المعدل دون تغيير.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم إضافة بعض الغازات المؤكسدة الضعيفة نسبيًا مثل H2O و CO2 إلى الغاز الخامل لأكسدة الجرافيت عند درجات حرارة عالية. لقد وجدت التجارب أن إدخال Ni و Co و Fe والعوامل الحفازة الأخرى في عملية الأكسدة يمكن أن يحسن تأثير معالجة الأكسدة ، ويمكن لـ Li أيضًا تكوين سبائك مع المعادن المستخدمة كمحفزات للأكسدة ، ويمكن أن تساعد هذه السبائك أيضًا في زيادة القدرة القابلة للعكس.

يمكن أن يؤدي استخدام الكواشف السائلة المؤكسدة القوية (مثل H2O2 ، HNO3 ، إلخ) إلى أكسدة الجرافيت عند درجة حرارة منخفضة. بشكل عام ، سطح جزيئات الجرافيت مؤكسد أو منتفخ للغاية. وو وآخرون. استخدم مجموعة متنوعة من المؤكسدات (بيرسلفات الأمونيوم ، H2O2 ، كبريتات السيريوم ، إلخ) لأكسدة مواد أنود الجرافيت ، ولاحظ المسام النانوية على سطح جزيئات الجرافيت من خلال مجهر إلكتروني عالي الدقة للإرسال (HRTEM) ، وهو أكسيد ميكرو الجرافيت توفر زيادة السعة القابلة للعكس أساسًا.

ماو وآخرون. أعد الجرافيت المؤكسد الجزئي مع K2FeO4 كمؤكسد ، مما أدى إلى القضاء على الجزء المضطرب من سطح الجرافيت ، وأدخل المسام النانوية وبعض عناصر الحديد لزيادة السعة العكسية للجرافيت من 244 مللي أمبير / جرام إلى 363 مللي أمبير / جرام.

بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم بعض الأشخاص المؤكسدات والمواد المقحمة لتوسيع الجرافيت بشكل دقيق ، مما يوسع قنوات الإقحام الليثيوم ويحسن قدرة إقحام الليثيوم وأداء المعدل. زو وآخرون. استخدام مؤكسد H2O2 وحمض الكبريتيك المركز كعامل إقحام لتحضير الجرافيت الموسع الصغير ؛ ثم تم استخدام راتينج الفينول كمقدمة لطلاء الكربون ، بحيث وصلت السعة المحددة لمادة القطب السالب 378 مللي أمبير / جم ، وبعد 100 دورة من الشحن والتفريغ ، يكون معدل الاحتفاظ بالقدرة 100٪.

يمكن ملاحظة أنه بعد معالجة التمدد الجزئي وتعديل المركب المطلي بالكربون ، تم تحسين أداء دورة المادة المركبة بشكل كبير مقارنةً بالجرافيت الطبيعي المقشر والجرافيت الطبيعي المطلي. تتم معالجة أكسدة الجرافيت أساسًا لإزالة ذرات الكربون المضطربة على سطح الجرافيت أو زيادة المسام النانوية ، وتوسيع مسار إدخال وإطلاق Li + ، والذي يمكن أن يحسن بشكل فعال أداء المعدل واستقرار دورة مادة القطب السالب ، وتأثير تحسين سعة التباين ليس كبيرًا. هذه الوظيفة هي نفسها تغيير بنية المسام لسطح الجرافيت هو نفسه.

3 فلورة السطح

يتم تحضير الجرافيت المفلور عن طريق فلورة سطح الجرافيت الطبيعي. من خلال معالجة الفلورة ، يتم تشكيل هيكل CF على سطح الجرافيت الطبيعي ، والذي يمكن أن يعزز الاستقرار الهيكلي للجرافيت ويمنع رقائق الجرافيت من السقوط أثناء الدورة. في الوقت نفسه ، يمكن أن تقلل فلورة سطح الجرافيت الطبيعي أيضًا المقاومة في عملية انتشار Li + ، وزيادة السعة المحددة ، وتحسين أداء الشحن والتفريغ.

وو وآخرون. يستخدم غاز الأرجون المحتوي على 5٪ فلور لفلورة الجرافيت الطبيعي عند 550 درجة مئوية. بعد 5 دورات ، زادت كفاءة الكولومبية من 66٪ إلى 93٪ ، وكانت السعة النوعية أيضًا أعلى من السعة النظرية المحددة للجرافيت. ماتسوموتو وآخرون. تستخدم ClF3 لمعالجة الجرافيت الطبيعي بأحجام جزيئات مختلفة. بعد العلاج ، وجد أن هناك عناصر F و Cl على سطح الجرافيت ، وأن حجم الجسيمات الأصغر من الجرافيت الطبيعي له مساحة سطح أصغر. من خلال اختبارات الشحن والتفريغ ، تمت زيادة كفاءة الشحن والتفريغ الأولى لجميع العينات بنسبة 5٪ إلى 26٪.

يين وآخرون. توليف سلسلة من المواد المركبة من البوليثيوفين / الجرافيت فلوريد عن طريق بلمرة مونومرات الثيوفين على سطح الجرافيت المفلور كمواد خام ، ووجد أن طلاء Pth الذي يحتوي على 22.94٪ يمكن تفريغه بمعدل مرتفع يبلغ 4 درجات مئوية ، ويمكن أن تصل كثافة الطاقة إلى 1707Wh / Kg وهو أعلى من مواد الجرافيت الطبيعية.

من خلال معالجة الجرافيت بالفلورة ، تم تحسين أداء المعدل وأداء الدورة بشكل فعال ، لكن السعة المحددة لم تتحسن بشكل كبير ؛ بعد تعديل الجرافيت المفلور مرة أخرى ، يمكن تحسين السعة المحددة بشكل فعال.

4 تعديل طلاء

يعتمد تعديل الطلاء على مادة الكربون الشبيهة بالجرافيت مثل" ؛ النواة" ؛ وطبقة من مادة الكربون غير المتبلورة أو" ؛ قذيفة" ؛ من المعدن وأكسيده مطلية على سطحه لتشكيل جزيئات مع" ؛ النواة قذيفة" ؛ بناء. تشتمل سلائف المواد الكربونية غير المتبلورة الشائعة الاستخدام على مواد كربونية متحللة حرارية منخفضة الحرارة مثل الراتينج الفينولي والقار وحمض الستريك. المواد المعدنية هي بشكل عام عناصر معدنية ذات موصلية جيدة مثل Ag و Cu.

يكون التباعد بين طبقات مواد الكربون غير المتبلور أكبر من تباعد طبقة الجرافيت ، والذي يمكن أن يحسن أداء انتشار Li + ، وهو ما يعادل تكوين طبقة عازلة Li + على السطح الخارجي للجرافيت ، وبالتالي تحسين أداء الشحن والتفريغ العالي الحالي لمواد الجرافيت ؛ يمكن تحسين العناصر المعدنية. تعمل موصلية مادة القطب السالب على تحسين أداء الشحن والتفريغ في درجات حرارة منخفضة. كانت طريقة استخدام طبقة الصوت كسلعة للكربون غير المتبلور ناضجة نسبيًا وقد تم ذكرها في الأطروحة عدة مرات.

في السنوات الأخيرة ، هان وآخرون. درس تأثيرات المكونات المختلفة لقار قطران الفحم (CTP) (المذاب في الهكسان ، والتولوين ، ورباعي هيدروفيوران) ونقاط التليين المختلفة (20 ، 76 ، 145 و 196) على أنودات الجرافيت. تأثير الخواص الكيميائية. أظهرت الدراسات أن الشحن والتفريغ عند 5 درجات مئوية والطلاء بمواد الهكسان غير القابلة للذوبان والتولوين القابلة للذوبان في CTP يمكن أن تحافظ على قدرة محددة تبلغ 263 مللي أمبير / غرام عند 5 درجات مئوية ؛ وكلما زادت نقطة تليين CTP ، زادت السعة المحددة للمادة. يمكن أن تصل السعة المحددة لمادة CTP مع نقطة تليين 196 إلى 278mAh / g ، كما تقل مقاومة نقل الشحنة مع زيادة نقطة التليين.

وو وآخرون. يخلط راتنج الفينول والجرافيت الكروي في ميثانول ، ويتبخر المذيب حتى يجف ثم يلدن عند درجة حرارة عالية في جو خامل ؛ من خلال الطحن والنخل ، كان سطح جزيئات الجرافيت التي تم الحصول عليها أكثر نعومة ، مما زاد من ثبات الدورة ، وبعد 5 دورات ، تكون سعته المحددة 172 مللي أمبير / جرام أعلى من تلك الخاصة بمواد الجرافيت. بالإضافة إلى راتينج القار والراتنج الفينول ، أجرى بعض العلماء أيضًا أبحاثًا على حمض الستريك باعتباره سلائف الكربون غير المتبلور في السنوات الأخيرة.

يتم تحقيق مركب الجرافيت والمعدن وأكسيد المعادن بشكل أساسي عن طريق الترسيب على سطح الجرافيت. لا يمكن للطلاء المعدني تحسين الموصلية الإلكترونية للجرافيت فحسب ، بل يمكن أيضًا استخدام Sn وأكاسيده وسبائكه كمواد مصفوفة لتخزين الليثيوم ، والتي لها تأثير تآزري مع الجرافيت لزيادة تحسين الأداء الكهروكيميائي للقطب السالب. باستخدام NaH لتقليل SnCl2 أو SnCl4 في n-butanol لإيداع طبقة من nano-Sn على سطح الجرافيت ، يمكن الحصول على سعة محددة ثابتة من 400-500mAh / g. عادةً ما يستخدم ترسيب المعادن مثل Ag و Cu الطلاء الكهربائي ، وتكون الطبقة المعدنية الناتجة ناعمة وموحدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تفاعل المرآة الفضية هو أيضًا طريقة بسيطة وفعالة لتشكيل طلاء فضي.

يعد طلاء الكربون طريقة فعالة لتحسين الأداء الكهروكيميائي لأنودات الجرافيت ، ولكن تأثير التحسين محدود. لديها وظيفة تحسين جزئية فقط من حيث استقرار الدورة وكفاءة الشحن والتفريغ الأولى يعمل الطلاء المعدني على تحسين الموصلية واستقرار دورة مادة الأنود فقط. وله تأثير معزز على أداء الشحن والتفريغ عند درجة حرارة منخفضة. لذلك ، فإن طريقتين لطلاء الكربون وطلاء المعدن لا يمكن أن تحل العيب الكامن في السعة النوعية المنخفضة للجرافيت.

رابعا ، تعديل المنشطات

طريقة تعديل المنشطات أكثر مرونة ، وعناصر المنشطات متنوعة. في الوقت الحاضر ، الباحثون أكثر نشاطًا في هذه الطريقة. يمكن أن يؤدي استخدام العناصر غير الكربونية إلى الجرافيت إلى تغيير الحالة الإلكترونية للجرافيت ، مما يسهل الحصول على الإلكترونات ، وبالتالي زيادة كمية Li + المضمنة.

عن طريق التحلل الحراري H3PO4 و H3BO3 ، بارك وآخرون. نجح مخدر P و B على سطح الجرافيت وشكلوا روابط كيميائية معهم ، مما أدى بشكل فعال إلى تحسين استقرار الدورة ومعدل أداء الجرافيت. نظرًا لأن Si و Sn لديهما القدرة على تخزين الليثيوم ، فقد تم إجراء المزيد من الأبحاث حول مركب هذين العنصرين مع الجرافيت. بارك وآخرون. إضافة جزيئات أكسيد القصدير المحتوية على الأنتيمون إلى مادة أنود الجرافيت. ترتبط جزيئات أكسيد القصدير المحتوية على الأنتيمون وجزيئات الجرافيت معًا بحمض الستريك لزيادة السعة المحددة لمادة الأنود إلى 530 مللي أمبير / جم ، ويمكن الحفاظ على السعة المحددة بعد 50 دورة. 100٪.

Chen et al. تجمع جزيئات النانو السيليكون ، والجرافيت المتقشر والملعب من خلال التجفيف بالرش للحصول على سعة محددة تبلغ 1141 مللي أمبير / غرام في الوقت نفسه ، قام باحثون آخرون بخلط الجرافيت وسلائف مادة الكربون غير المتبلورة و nano-Si في مذيب عضوي عن طريق الموجات فوق الصوتية أو التحريك أو الطحن بالكرات ، ثم تجفيف المواد المركبة وتلدينها ، مما زاد بشكل فعال من السعة المحددة للقطب السالب. مواد. يؤكد التأثير التآزري للسيلي والجرافيت.

إن تناول عناصر مختلفة في مواد الجرافيت له تأثيرات تحسين مختلفة على أدائه الكهروكيميائي. من بينها ، إضافة العناصر (Si ، Sn) التي لديها أيضًا القدرة على تخزين الليثيوم لها تأثير كبير على زيادة السعة المحددة لمواد أنود الجرافيت ، ولكن بسبب محدودية السعة المحددة للجرافيت نفسه ، التأثير المثالي لم يتحقق بعد.

الخامسة ، الملاحظات الختامية

يمكن أن يؤدي التكوير وتغيير بنية المسام وتعديل الأكسدة وتعديل الفلورة وتعديل الطلاء إلى تحسين كفاءة الشحن والتفريغ الأولية لمواد الأنود القائمة على الجرافيت ، وزيادة معدل انتشار Li + في مادة الأنود ، وتحسين أداء المعدل من مادة الأنود. التأثير مهم من حيث استقرار الدورة ، ولكن لا يوجد تأثير تحسين واضح في تحسين السعة المحددة. يمكن لتعديل المنشطات أن يجمع بشكل كامل بين المواد ذات قدرات تخزين الليثيوم المختلفة ، ويمارس مزايا كل منها ، ويزيد بشكل كبير من السعة المحددة لمادة القطب السالب ، ولكن أداء المعدل واستقرار الدورة سينخفضان إلى حد معين. لذلك ، فإن استخدام مجموعة متنوعة من الأساليب لتعديل التوليف الفعال لعناصر الجرافيت والسيليكون أو Sn بشكل تآزري وحل عيب ثبات الدورة الضعيفة للمواد المركبة سيصبح محور البحث في المستقبل.