실리콘-탄소 복합 재료 및 실리콘-산소 애노드
실리콘-탄소 복합 재료의 비교 분석:
실리콘-탄소 복합 재료는 일반적으로 나노-실리콘 및 흑연 재료의 혼합물로 구성된다. 실리콘 기반 재료의 입자 크기를 나노 미터 수준으로 줄임으로써 더 작은 입자 크기와 더 많은 공극을 얻을 수 있습니다. 리튬 이온 삽입 및 추출 과정에서 실리콘에 의해 생성 된 응력 및 변형을 쉽게 버퍼링합니다. 또한 나노 입자는 리튬 이온의 확산 거리를 단축하고 실리콘 재료의 리튬 저장 용량을 증가시킬 수 있습니다. 실리콘-탄소 양극의 생산 공정의 핵심 어려움은 나노-실리콘 분말의 제조에 있으며 일반적인 나노-실리콘 생산 공정에는 마그네슘 열 감소, 실란 열 분해, 방전 플라즈마 및 기계적 연삭.
실리콘-산소 양극:
실리콘-산소 양극은 실리콘 산화물 (SiOx) 및 흑연 재료의 혼합물로 이루어진다. 실리콘 재료와 비교하여 리튬 삽입 중 실리콘 산화물의 부피 팽창이 크게 감소되어 사이클 성능이 크게 향상됩니다. 실리콘-산소 양극의 핵심은 SiOx의 준비입니다. 대부분의 회사는 순수한 실리콘과 SiO2 로부터 SiOx를 합성하여 실리콘-산소 양극 전구체를 형성하고 일련의 공정을 통해 준비됩니다. SiOx는 외부에서 직접 구입할 수도 있지만 실리콘-산소 음극을 준비하기 위해 인공 흑연과 혼합되기 전에 여전히 처리해야합니다.
탄소 음극 기술 경로는 주로 나노 실리콘을 사용합니다. 작은 입자 크기는 충전 및 방전 중에 실리콘 기반 재료의 부피 변화를 개선 할 수 있으며 나노 스케일 실리콘 재료는 입자 크기가 작고 간격이 많습니다. 리튬 이온 삽입 및 추출 과정에서 실리콘에 의해 생성 된 응력과 변형을 더 쉽게 완충 할 수 있습니다. 또한 나노 입자는 리튬 이온의 확산 거리를 단축하고 실리콘 재료의 리튬 저장 용량을 증가시킬 수 있습니다. 실리콘-산소 음극 기술 경로는 대부분 실리콘 산화물을 사용합니다. 단일 실리콘 입자와 비교하여, 실리콘 산화물 (SiOx) 은 리튬 삽입 동안 더 작은 부피 팽창을 가지므로, 그 사이클 안정성은 순수한 실리콘 음극에 비해 상당히 개선된다.
현재, 실리콘-산소는 응용 분야에서 주요 전력입니다. 전원 배터리 분야에서 3 세대 사전 리튬 실리콘 산소, 테슬라 (도핑 된 5%), 키린 배터리 (도핑 된 8-12%), NIO ET7 (도핑 된 20-30%, 반 고체, 그러나 빈약 한주기); 소비자 배터리 분야에서 실리콘 탄소는 더 진보되고 5-10% 도핑됩니다.
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