ऊर्जा संक्रमण की लहर के बीच, बैटरी प्रौद्योगिकी में नवाचार कई क्षेत्रों में ड्राइविंग विकास के लिए महत्वपूर्ण हो गया है। सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री, लिथियम में एक बढ़ती तारा - आयन बैटरी एनोड सामग्री, धीरे -धीरे उभर रहे हैं, बैटरी के प्रदर्शन में सुधार और मौजूदा ऊर्जा घनत्व की अड़चनों के माध्यम से तोड़ने के लिए नई आशा की पेशकश करते हैं। उनका विकास काफी ध्यान आकर्षित कर रहा है।
I. सिलिकॉन का अवलोकन - कार्बन एनोड सामग्री
(I) परिभाषा और रचना
सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री एक विशिष्ट तरीके से सिलिकॉन (एसआई) और कार्बन सामग्री के संयोजन से गठित उपन्यास एनोड सामग्री है। सिलिकॉन, अपनी उच्च उच्च सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता (लगभग 4200 mah/g) के साथ, पारंपरिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री (लगभग 372 mah/g की सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमता) से अधिक है, जो इसे बैटरी ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है। हालांकि, सिलिकॉन चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान 300% से अधिक की मात्रा विस्तार का अनुभव करता है, एक ऐसा दोष जो बैटरी में अपने व्यावहारिक अनुप्रयोग को गंभीर रूप से सीमित करता है। दूसरी ओर, कार्बन सामग्री, उत्कृष्ट चालकता, स्थिरता और लचीलेपन की एक निश्चित डिग्री के अधिकारी हैं। सिलिकॉन के साथ उन्हें संयोजन से प्रभावी रूप से सिलिकॉन की मात्रा में बदलाव को कम किया जाता है और इलेक्ट्रोड संरचना की स्थिरता में सुधार होता है। दो सामग्री एक -दूसरे के पूरक हैं और एक साथ सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री की मुख्य प्रणाली बनाते हैं।
(Ii) विकास पृष्ठभूमि
प्रौद्योगिकी की तेजी से उन्नति के साथ, विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और नए ऊर्जा वाहन बैटरी प्रदर्शन, जैसे ऊर्जा घनत्व और सीमा पर तेजी से अधिक मांगें कर रहे हैं। वर्षों के विकास के बाद, पारंपरिक ग्रेफाइट एनोड सामग्री का प्रदर्शन अपनी सैद्धांतिक सीमा तक पहुंच गया है, जिससे बैटरी प्रदर्शन में और सुधार के लिए बाजार की मांग को पूरा करना मुश्किल हो गया है। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, वैज्ञानिकों ने सिलिकॉन - आधारित सामग्रियों पर अपना ध्यान आकर्षित किया है और, निरंतर अन्वेषण के माध्यम से, सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री विकसित की है, बैटरी प्रदर्शन में सुधार में गतिरोध को तोड़ने और संबंधित उद्योग को विकास के एक नए चरण में प्रेरित करने की उम्मीद है।
Ii। सिलिकॉन के तकनीकी लाभ - कार्बन एनोड सामग्री
(I) उच्च ऊर्जा घनत्व
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सिलिकॉन की उच्च विशिष्ट क्षमता सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री को बैटरी में अधिक लिथियम आयनों को संग्रहीत करने में सक्षम बनाती है, जिससे बैटरी की ऊर्जा घनत्व में काफी सुधार होता है। पारंपरिक ग्रेफाइट एनोड बैटरी की तुलना में, सिलिकॉन - से लैस बैटरी कार्बन एनोड सामग्री परिमाण उच्च ऊर्जा घनत्व के आदेश प्राप्त कर सकती है, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए लंबे समय तक - स्थायी बैटरी जीवन और इलेक्ट्रॉनिक वाहनों के लिए एक लंबी ड्राइविंग रेंज प्रदान करती है। यह प्रभावी रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में अपर्याप्त बैटरी शक्ति और इलेक्ट्रिक वाहनों की "रेंज चिंता" की चिंताओं को कम करता है।
(२) बेहतर कम {{{१}} तापमान प्रदर्शन
अनुसंधान से पता चला है कि सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री कम तापमान पर ग्रेफाइट एनोड सामग्री की तुलना में बेहतर साइक्लिंग स्थिरता प्रदर्शित करती है। ठंडी सर्दियों में, मोबाइल फोन और इलेक्ट्रिक वाहनों का उपयोग सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री का उपयोग करके तेजी से बैटरी नाली की समस्या को कम कर सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि डिवाइस सामान्य रूप से कम - तापमान वातावरण में संचालित हो सकते हैं, उपयोगकर्ता के अनुभव में काफी सुधार कर सकते हैं।
(3) फास्ट चार्जिंग की सुविधा देता है
चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, लिथियम आयन अधिमानतः सिलिकॉन में और फिर ग्रेफाइट इंटरलेयर्स में एम्बेड करते हैं। सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री की यह विशेषता एनोड की औसत क्षमता को बढ़ाती है और लिथियम चढ़ाना की संभावना को कम करती है, तेजी से चार्जिंग की सुविधा प्रदान करती है और तेजी से बैटरी पुनःपूर्ति के लिए उपयोगकर्ता की मांगों को पूरा करती है।
कार्बन एनोड सामग्री के लिए तैयारी प्रक्रिया
(I) मैकेनिकल बॉल मिलिंग
मैकेनिकल बॉल मिलिंग एक अपेक्षाकृत पारंपरिक तैयारी विधि है। इसमें कच्चे माल जैसे सिलिकॉन पाउडर और कार्बन पाउडर को बॉल मिल में रखना शामिल है। उच्च - पीस गेंदों की गति रोटेशन कच्चे माल के कणों को टकराने, मिश्रण करने और परिष्कृत करने का कारण बनता है, जिससे सिलिकॉन और कार्बन का एक समग्र प्राप्त होता है। यह विधि अपेक्षाकृत सरल और कम - लागत है, लेकिन यह खराब मिश्रण एकरूपता और कण आकार को ठीक से नियंत्रित करने में कठिनाई जैसे मुद्दों से ग्रस्त है, जिसके परिणामस्वरूप परिणामी सिलिकॉन - कार्बन एनोड सामग्री का सीमित प्रदर्शन स्थिरता है।
(Ii) रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी)
हाल के वर्षों में, सीवीडी द्वारा प्रतिनिधित्व की गई तैयारी प्रक्रियाओं की एक नई पीढ़ी धीरे -धीरे उभरी है। सीवीडी में, सिलेन गैस को उच्च तापमान पर पायरोलाज़ किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप छिद्रपूर्ण कार्बन के छिद्रों के भीतर सिलिकॉन नैनोकणों की वर्षा और समान फैलाव होता है। यह झरझरा कार्बन ढांचा न केवल चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान सिलिकॉन के विस्तार को कम करता है, बल्कि रैपिड लिथियम आयन ट्रांसपोर्ट के लिए रास्ते भी प्रदान करता है, जिससे सामग्री के फास्ट - चार्जिंग प्रदर्शन में प्रभावी रूप से सुधार होता है।
सिलिकॉन - सीवीडी विधि द्वारा तैयार कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में कम विस्तार दर, उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन और उच्च ऊर्जा घनत्व के फायदे हैं, और इसे अगली पीढ़ी के सिलिकॉन - कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए मुख्यधारा की तैयारी मार्ग माना जाता है।