Energiansiirtymisen aallon keskellä akkutekniikan innovaatio on tullut ratkaisevan tärkeä kehitykselle monilla aloilla. Piilääke - hiilianodimateriaalit, nouseva tähti litiumissa - ionin akun anodimateriaalit, ovat vähitellen syntymässä, ja ne tarjoavat uuden toivon akun suorituskyvyn parantamiseksi ja olemassa olevien energiatiheyden pullonkaulojen läpi. Heidän kehityksensä herättää huomattavaa huomiota.
I. Yleiskatsaus piit - hiilianodimateriaalit
(I) Määritelmä ja koostumus
Pii - hiilianodimateriaalit ovat uusia anodimateriaaleja, jotka on muodostettu yhdistämällä pii (SI) ja hiilimateriaalit tietyllä tavalla. Pii, jolla on erittäin korkea teoreettinen spesifinen kapasiteetti (noin 4200 mAh/g), ylittää huomattavasti perinteisen grafiitti -anodimateriaalin (teoreettinen ominaiskapasiteetti noin 372 mAh/g), mikä tekee siitä ihanteellisen valinnan akun energiatiheyden lisäämiseksi. Piilääke kokee kuitenkin yli 300%: n määrän laajennuksen varauksen ja purkauksen aikana, haitta, joka rajoittaa vakavasti sen käytännöllistä levitystä paristoissa. Hiilimateriaalilla puolestaan on erinomainen johtavuus, vakaus ja tietynlainen joustavuus. Niiden yhdistäminen piin kanssa lieventää tehokkaasti piin tilavuusmuutoksia ja parantaa elektrodirakenteen stabiilisuutta. Kaksi materiaalia täydentävät toisiaan ja muodostavat yhdessä piin ydinjärjestelmän - hiilianodimateriaalit.
(Ii) kehitystausta
Teknologian nopean etenemisen myötä erilaiset elektroniset laitteet ja uudet energiaajoneuvot asettavat yhä korkeammat vaatimukset akun suorituskyvystä, kuten energiatiheydestä ja etäisyydestä. Vuosien kehityksen jälkeen perinteisten grafiitti -anodimateriaalien suorituskyky on saavuttanut teoreettiset rajat, mikä vaikeuttaa markkinoiden kysynnän vastaamista akun suorituskyvyn parantamiseksi. Tätä taustaa vasten tutkijat ovat kiinnittäneet huomionsa pii - -pohjaisiin materiaaleihin ja jatkuvan etsinnän avulla kehittäneet piitä - hiilianodimateriaaleja toivoen voivansa rikkoa akun suorituskyvyn parantamisen umpikujan ja ajaa siihen liittyvän teollisuuden uudeksi kehitysvaiheeksi.
II. Piin tekniset edut - hiilianodimateriaalit
(I) korkea energiatiheys
Kuten edellä mainittiin, piin korkea spesifinen kapasiteetti mahdollistaa piin - hiilianodimateriaalit paristojen litiumionien tallentamiseksi, mikä parantaa merkittävästi akun energiatiheyttä. Verrattuna perinteisiin grafiitti -anodparistoihin, paristot, jotka on varustettu pii - hiilianodimateriaaleilla, voivat saavuttaa suuruusluokan korkeamman energian tiheyden, tarjoamalla pidemmän - kestävän akun käyttöikän elektronisille laitteille ja pidemmän ajomatkan sähköajoneuvoille. Tämä lievittää tehokkaasti elektronisten laitteiden riittämättömän akkuvirran huolenaiheita ja sähköajoneuvojen "alueen ahdistusta".
(2) Parannettu matala - Lämpötilan suorituskyky
Tutkimukset ovat osoittaneet, että pii - hiilianodimateriaalit osoittavat parempaa pyöräilyn stabiilisuutta kuin grafiitti -anodimateriaalit alhaisissa lämpötiloissa. Kylmissä talvissa matkapuhelimet ja sähköajoneuvot pii - hiilianodimateriaalit voivat tehokkaasti lieventää nopean akun tyhjennysongelmaa varmistaen, että laitteet voivat jatkaa normaalisti alhaisessa - lämpötilaympäristössä parantaen käyttäjäkokemusta merkittävästi.
(3) helpottaa nopeaa latausta
Latausprosessin aikana litiumioulit upottavat ensisijaisesti piisiin ja sitten grafiittien välikerroksiin. Tämä piin - hiilianodimateriaalien ominaisuus lisää anodin keskimääräistä potentiaalia ja vähentää litiumpinnoitteen todennäköisyyttä, helpottaa nopeaa latausta ja täyttää käyttäjän nopean akun täydennyksen vaatimukset.
Hiilianodimateriaalien valmistusprosessi
(I) Mekaaninen pallorakennus
Mekaaninen pallojen jyrsintä on suhteellisen perinteinen valmistusmenetelmä. Siihen sisältyy raaka -aineiden, kuten piin jauheen ja hiilijauheen, sijoittaminen pallomyllyyn. Hiomapallojen korkea - nopeuden kierto aiheuttaa raaka -ainepartikkeleiden törmäämisen, sekoittamisen ja puhdistamisen saavuttaen siten piin ja hiilen yhdistelmän. Tämä menetelmä on suhteellisen yksinkertainen ja matala - kustannukset, mutta se kärsii ongelmista, kuten huonosta sekoittumisen yhtenäisyydestä ja vaikeuksista tarkalleen hiukkaskoon hallinnassa, mikä johtaa tuloksena olevan piin - hiilianodimateriaalin rajoitettuun suorituskyvyn stabiilisuuteen.
(Ii) Kemiallinen höyryn laskeuma (CVD)
Viime vuosina CVD: n edustama uusi sukupolvi on vähitellen syntynyt. CVD: ssä silaanikaasu pyrolysoituu korkeissa lämpötiloissa, mikä johtaa piin nanohiukkasten saostumiseen ja tasaiseen dispersioon huokoisen hiilen huokosissa. Tämä huokoinen hiilikehys ei vain lieventä merkittävästi piin laajenemista varauksen ja purkauksen aikana, vaan tarjoaa myös reitit nopeaan litiumionien kuljetukseen, mikä parantaa materiaalin nopeaa - lataustehokkuutta.
Pii - Hiilikappaleen elektrodimateriaalit, jotka on valmistettu CVD -menetelmällä, on edut alhaisesta laajentumisnopeudesta, erinomaisesta syklin suorituskyvystä ja suuremmasta energiatiheydestä, ja niitä pidetään valtavirran valmistusreittiä seuraavan sukupolven pii -}}}}