Views: 0 Author: Site Editor ເວລາເຜີຍແຜ່: 2024-11-23 ຕົ້ນກໍາເນີດ: ເວັບໄຊ
ການວິວັດທະນາການຢ່າງໄວວາຂອງແບດເຕີລີ່ lithium-ion (LIBs) ໄດ້ເປັນຈຸດສໍາຄັນໃນຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແບບພົກພາ, ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ (EVs), ແລະລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານທົດແທນ. ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນແລະຊີວິດຮອບວຽນທີ່ຍາວກວ່າຍັງສືບຕໍ່ເຕີບໂຕ, ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງຄົ້ນຫາວັດສະດຸໃຫມ່ໆສໍາລັບ electrodes ຫມໍ້ໄຟ. ຫນຶ່ງໃນຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ສຸດແມ່ນການນໍາໃຊ້ electrodes ລົບ porous, ໂດຍສະເພາະໃນລະບົບປະສົມຊິລິຄອນຄາບອນ. ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ມີທ່າແຮງທີ່ຈະແກ້ໄຂຂໍ້ຈໍາກັດຂອງ anodes graphite ແບບດັ້ງເດີມ, ເຊັ່ນ: ຄວາມອາດສາມາດຕ່ໍາແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງວົງຈອນທີ່ບໍ່ດີ. ແຕ່ electrodes ລົບ porous ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຫມໍ້ໄຟ lithium-ion rechargeable ແທ້ໆບໍ? ເອກະສານສະບັບນີ້ອະທິບາຍເຖິງວິທະຍາສາດ, ຜົນປະໂຫຍດ, ສິ່ງທ້າທາຍ, ແລະທ່າແຮງໃນອະນາຄົດຂອງອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈບົດບາດຂອງຄາບອນ porous ໃນ electrodes ດ້ານລົບຂອງຊິລິຄອນ - ຄາບອນ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະຕ້ອງກວດເບິ່ງຄຸນສົມບັດແລະການນໍາໃຊ້ທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ** ກາກບອນ porous ສໍາລັບການຊຶມເຊື້ອຊິລິຄອນ ** ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບພື້ນທີ່ສະເພາະຂອງມັນສູງ, ຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນຕ່ໍາ, ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ electrochemical ທີ່ດີເລີດ. ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຜູ້ສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບ LIBs ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ທ່ານສາມາດຄົ້ນຫາເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງມັນຢູ່ໃນ silicon-carbon anodes ໂດຍການຢ້ຽມຢາມ Porous Carbon ສໍາລັບ Silicon Carbon Electrode ລົບ.
electrodes ລົບ porous ແມ່ນວິສະວະກໍາເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ໂດຍການແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນ: ການຂະຫຍາຍປະລິມານ, ການແຜ່ກະຈາຍ lithium-ion, ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ electrode. ໂຄງສ້າງຂອງຄາບອນ porous, ເຊິ່ງປະກອບມີ micropores, mesopores, ແລະ macropores, ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການເຮັດວຽກຂອງມັນ. ຮູຂຸມຂົນເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງພື້ນທີ່ພຽງພໍສໍາລັບອະນຸພາກຊິລິໂຄນ, ເຊິ່ງມີການປ່ຽນແປງປະລິມານທີ່ສໍາຄັນໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ lithiation ແລະ delithiation.
Silicon, ເປັນວັດສະດຸ anode ລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ສະຫນອງຄວາມອາດສາມາດທາງທິດສະດີປະມານ 4200 mAh / g, ເຊິ່ງຫຼາຍກ່ວາສິບເທົ່າຂອງ graphite ແບບດັ້ງເດີມ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງມັນໄດ້ຖືກຂັດຂວາງໂດຍບັນຫາຕ່າງໆເຊັ່ນການເຊື່ອມໂຊມຂອງກົນຈັກແລະຊີວິດວົງຈອນທີ່ບໍ່ດີ. ໂຄງຮ່າງການຄາບອນທີ່ມີຮູຂຸມຂົນເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວຕ້ານການ, ຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງທ້າທາຍເຫຼົ່ານີ້ໂດຍການຮອງຮັບການຂະຫຍາຍແລະການຫົດຕົວຂອງອະນຸພາກຊິລິຄອນ. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ປັບປຸງຊີວິດຂອງວົງຈອນ, ແຕ່ຍັງເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານໂດຍລວມຂອງຫມໍ້ໄຟ.
ປະສິດທິພາບຂອງຄາບອນ porous ໃນ LIBs ແມ່ນມາຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ:
ພື້ນທີ່ສະເພາະສູງ: ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີຮູຂຸມຂົນມີພື້ນທີ່ສະເພາະເກີນ 1600 m²/g, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການຊຶມເຊື້ອຂອງຊິລິຄອນທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ lithium-ion.
ຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນຕໍ່າ: ຄຸນສົມບັດນີ້ຮັບປະກັນການສູນເສຍພະລັງງານຫນ້ອຍທີ່ສຸດໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກ.
ຄວາມບໍລິສຸດສູງແລະເນື້ອໃນຂີ້ເທົ່າຕ່ໍາ: ລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ປະກອບສ່ວນໃຫ້ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງວັດສະດຸທາງເຄມີແລະການປະຕິບັດໃນໄລຍະຍາວ.
ການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດຂອງຮູຂຸມຂົນທີ່ສາມາດປັບໄດ້: ຄວາມສາມາດໃນການປັບຂະຫນາດຂອງຮູຂຸມຂົນ (1–4 nm) ອະນຸຍາດໃຫ້ສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂດຍອີງໃສ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ.
ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ກາກບອນ porous ເປັນອຸປະກອນທີ່ຫລາກຫລາຍສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ LIB ຕ່າງໆ, ລວມທັງຫມໍ້ໄຟພະລັງງານທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແລະລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ເພື່ອຮຽນຮູ້ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດຂັ້ນສູງຂອງຄາບອນ porous, ໃຫ້ກວດເບິ່ງ ຄາບອນ Porous ປະສິດທິພາບສູງສໍາລັບການຊຶມເຊື້ອ Silicon.
ການປະສົມປະສານຂອງ electrodes ລົບ porous ໃນ LIBs ສະເຫນີຂໍ້ດີຫຼາຍ:
ການປະສົມປະສານຂອງຊິລິໂຄນແລະຄາບອນ porous ເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງ LIBs ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໂຄງສ້າງ porous ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການໂຫຼດຊິລິໂຄນທີ່ສູງຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ແບດເຕີຣີທີ່ມີເວລາແລ່ນຍາວກວ່າແລະຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາຫຼາຍກວ່າເກົ່າ.
ຫນຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍຕົ້ນຕໍກັບ anodes ຊິລິໂຄນແມ່ນຊີວິດວົງຈອນທີ່ບໍ່ດີຂອງພວກເຂົາຍ້ອນການເຊື່ອມໂຊມຂອງກົນຈັກ. ກອບຂອງຄາບອນທີ່ມີຮູຂຸມຂົນຫຼຸດຜ່ອນບັນຫານີ້ໂດຍການສະຫນອງ matrix ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ຮອງຮັບການປ່ຽນແປງປະລິມານຂອງຊິລິໂຄນ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງຫມໍ້ໄຟ.
ພື້ນທີ່ສະເພາະສູງແລະຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນຕ່ໍາຂອງຄາບອນ porous ຊ່ວຍໃຫ້ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ lithium-ion ແລະການຂົນສົ່ງເອເລັກໂຕຣນິກໄວຂຶ້ນ. ອັນນີ້ແປວ່າຄວາມສາມາດໃນການສາກໄຟ ແລະ ການປົດໄຟໄດ້ໄວຂຶ້ນ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ແອັບພລິເຄຊັນຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ລົດ EV ແລະ ເຄື່ອງເອເລັກໂທຣນິກແບບພົກພາ.
ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ໄດ້ປຽບຈໍານວນຫລາຍ, electrodes ລົບ porous ບໍ່ແມ່ນໂດຍບໍ່ມີການທ້າທາຍ. ການຜະລິດຄາບອນ porous ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງສາມາດມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍ, ແລະການຂະຫຍາຍຂອງວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ຍັງຄົງເປັນຄວາມກັງວົນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບອັດຕາສ່ວນ silicon-carbon ແລະການກະຈາຍຂະຫນາດ pore ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາຕື່ມອີກ.
ສິ່ງທ້າທາຍອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນປະສິດທິພາບຂອງ Coulombic ເບື້ອງຕົ້ນ (ICE), ທີ່ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະຕ່ໍາໃນ anodes silicon-carbon ເມື່ອທຽບກັບ anodes graphite ແບບດັ້ງເດີມ. ນີ້ແມ່ນຕົ້ນຕໍຍ້ອນການສ້າງຊັ້ນ electrolyte interphase (SEI) ແຂງໃນລະຫວ່າງວົງຈອນທໍາອິດ, ເຊິ່ງບໍລິໂພກ lithium ions ແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອາດສາມາດເບື້ອງຕົ້ນຂອງຫມໍ້ໄຟ.
ອະນາຄົດຂອງ electrodes ລົບ porous ໃນ LIBs ເບິ່ງຄືວ່າມີແນວໂນ້ມ, ມີຄວາມກ້າວຫນ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນວິທະຍາສາດວັດສະດຸແລະເຕັກນິກການຜະລິດ. ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງຄົ້ນຫາວິທີການໃຫມ່ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ, ປັບປຸງ ICE, ແລະເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງ silicon-carbon anodes. ການພັດທະນາຂອງວັດສະດຸປະສົມທີ່ປະສົມປະສານຜົນປະໂຫຍດຂອງຄາບອນ porous ກັບວັດສະດຸກ້າວຫນ້າທາງດ້ານອື່ນໆແມ່ນໄດ້ຮັບ traction.
ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງແບດເຕີລີ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ການຮັບຮອງເອົາ electrodes ລົບ porous ຄາດວ່າຈະເລັ່ງ. ບໍລິສັດເຊັ່ນ Zhejiang Apex Energy Technology Co., Ltd. ແມ່ນຢູ່ແຖວຫນ້າຂອງນະວັດຕະກໍານີ້, ສະເຫນີວິທີແກ້ໄຂທີ່ທັນສະ ໄໝ ສໍາລັບຊິລິໂຄນຄາບອນ anodes. ສໍາລັບການລົງເລິກເຂົ້າໄປໃນການສະເຫນີຜະລິດຕະພັນຂອງພວກເຂົາ, ໄປຢ້ຽມຢາມ Porous Carbon ສໍາລັບ Silicon Carbon Electrode ລົບ.
ໄຟຟ້າທາງລົບທີ່ມີຮູຂຸມຂົນສະແດງເຖິງການກ້າວກະໂດດຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງໃນການສະແຫວງຫາຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງ. ຄວາມສາມາດໃນການເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ປັບປຸງຊີວິດຮອບວຽນ, ແລະສະຫນັບສະຫນູນອັດຕາຄ່າບໍລິການທີ່ໄວຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເປັນທາງເລືອກທີ່ຫນ້າສົນໃຈສໍາລັບການແກ້ໄຂການເກັບຮັກສາພະລັງງານໃນຮຸ່ນຕໍ່ໄປ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ, ແລະປະສິດທິພາບເບື້ອງຕົ້ນແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງຂອງພວກເຂົາ.
ໃນຂະນະທີ່ຄວາມພະຍາຍາມໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາຍັງສືບຕໍ່, ທ່າແຮງຂອງວັດສະດຸກາກບອນ porous ໃນ anodes silicon-carbon ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼາຍຂຶ້ນ. ສໍາລັບຜູ້ທີ່ສົນໃຈໃນການສໍາຫຼວດຄວາມກ້າວຫນ້າຫລ້າສຸດໃນພາກສະຫນາມນີ້, ພິຈາລະນາຮຽນຮູ້ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບ ຄາບອນ Porous ປະສິດທິພາບສູງສໍາລັບການຊຶມເຊື້ອ Silicon.
