خلاصه ای از آخرین پیشرفت تحقیقات در زمینه مواد آند باتری لیتیوم مبتنی بر گرافیت!

مواد گرافیت به دلیل پایداری بالا ، رسانایی خوب و منابع گسترده ، یک ماده آند ایده آل برای باتری های لیتیوم محسوب می شوند. با این حال ، ظرفیت خاص و عملکرد نرخ آند گرافیت طبیعی نمی تواند نیاز مواد آندی با عملکرد بالا را برآورده کند. به منظور حل این مشکل ، محققان یک سری مطالعات اصلاح بر روی آن انجام داده اند.

این مقاله پیشرفت تحقیق مواد آند گرافیتی برای باتری های یون لیتیوم را از روش های اصلاح آندهای گرافیت شرح می دهد و به مزایا و معایب روش های مختلف اصلاح اشاره می کند. اعتقاد بر این است که اصلاح هم افزایی از طریق چندین روش راهی موثر برای بهبود جامع مواد آند گرافیت است. .

مقدمه

مواد آند کربنی که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته اند ، شامل کربن گرافیتی شده (گرافیت پوسته پوسته طبیعی ، میکروسفرهای کربن مزوفاز گرافیتی شده و ...) و کربن غیر گرافیتیزه شده (کربن نرم ، کربن سخت و غیره) است. در این میان ، گرافیت دارای مزایای پلت فرم ولتاژ شارژ و دشارژ کم ، پایداری چرخه بالا و هزینه کم است و به عنوان یک ماده الکترود منفی ایده آل در کاربردهای فعلی باتری لیتیوم یون در نظر گرفته می شود. در حال حاضر ، تحقیقات مربوط به اصلاح گرافیت طبیعی تا حدی پیشرفت کرده و تجاری شده است.

در الکترودهای منفی گرافیت از گرافیت پوسته پوسته طبیعی استفاده می شود ، اما کاستی های متعددی وجود دارد:

1 پودر گرافیت پوسته دارای یک سطح خاص بزرگ است که تأثیر بیشتری در اولین بار و بازده تخلیه الکترود منفی دارد.

2 ساختار لایه گرافیت تعیین می کند که لی + فقط می تواند از سطح انتهایی ماده جاسازی شود و به تدریج در ذرات پخش شود. به دلیل ناهمسانگردی گرافیت پوسته ، مسیر انتشار Li + طولانی و ناهموار است و در نتیجه ظرفیت ویژه کمی دارد.

3. فاصله بین لایه های کوچک گرافیت باعث افزایش مقاومت نفوذ Li + می شود و عملکرد سرعت ضعیف است. لی + به راحتی در سطح گرافیت رسوب می کند تا در هنگام شارژ سریع ، دندریت های لیتیوم ایجاد کند ، که این امر خطرات جدی ایمنی را ایجاد می کند.

برای رفع نواقص ذاتی فوق گرافیت پوسته ای ، اصلاح گرافیت و بهینه سازی عملکرد مواد الکترود منفی ضروری است. روش های اصلاح فعلی عمدتا شامل کروی سازی ، درمان سطح و اصلاح دوپینگ است.

2. کروی سازی

با هدف وجود مشکل کم ظرفیت الکترود منفی باتری یون لیتیوم ناشی از ناهمسانگردی گرافیت پوسته ، مورفولوژی گرافیت پوسته باید اصلاح شود تا در حد امکان ایزوتروپی شود.

تولید گرافیت کروی صنعتی شده است. در تولیدات صنعتی ، دستگاه های شکل دهنده ضربه باد عمدتا برای کروی سازی گرافیت پوسته استفاده می شوند. در این میان ، دستگاه پودر گرداب جریان هوا وسیله ای است که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد. این روش در طی فرآیند کروی سازی ناخالصی کمتری دارد اما تجهیزات آن از نظر ابعاد بزرگ و مقدار گرافیت زیاد و عملکرد کم است که در تهیه آزمایشگاه بسیار محدود است.

در سالهای اخیر ، برخی از محققان از یک آسیاب ضربه ای چرخشی کوچک برای آماده سازی آزمایشگاهی استفاده کرده اند. با تجزیه و تحلیل تغییرات تخلخل در طی روند کروی سازی ، آنها دریافتند که افزایش انرژی در طی فرآیند کروی سازی ، تخلخل باز ذرات گرافیت را افزایش می دهد و تخلخل بسته آنها را کاهش می دهد. ، که بر عملکرد الکتروشیمیایی آن تأثیر می گذارد. علاوه بر سنگ زنی خشک فوق ، برخی از محققان همچنین از روش آسیاب مرطوب آسیاب استفاده می کنند ، با استفاده از آب به عنوان یک محیط ، افزودن کربوکسی متیل سلولز به عنوان ماده پخش کننده برای جلوگیری از تجمع ذرات گرافیت در آب ، این روش سنگ زنی می تواند ذرات گرافیت به طور موثر باشد آنگولار شدن پس از طبقه بندی محصول توسط سیکلونها و رسوبگذاری ، ذراتی با توزیع اندازه باریک بدست می آیند. تحقیقات نشان می دهد که پس از کروی سازی و طبقه بندی ، ظرفیت برگشت پذیر آن به میزان قابل توجهی حدود 20mAh / g افزایش می یابد.

علاوه بر شکل دادن به ذرات گرافیت ، پودر گرافیت فوق ریز همچنین می تواند از طریق یک چسب به شکل کروی پیوند یابد. کره های گرافیتی تهیه شده با این روش دارای ایزوتروپی عالی هستند. در سالهای اخیر ، برخی از محققان از گلوکز به عنوان پیش ماده و اتصال دهنده کربن بی شکل استفاده کرده اند و با اسپری خشک می شوند تا ذرات نانو سیلیکون و ذرات گرافیت را به طور موثر بچسبانند و ذرات گرافیت فوق ریز را در حوزه های منظم جمع کنند ، بنابراین ظرفیت خاص می تواند به 600 میلی آمپر ساعت برسد. / بالای g ، از دست دادن ظرفیت سیلیکون در هنگام شارژ و تخلیه تا حدی برطرف می شود و میزان ماندگاری ظرفیت پس از 100 چرخه 90 ≥ است.

وو و همکاران از گرانروی پلی وینیل الکل برای اتصال و خشک کردن پودر گرافیت فوق ریز به ذرات کروی منظم ایزوتروپیک با خشک کردن با اسپری استفاده کرد. با توجه به منافذ ریز بین گرافیت خوب ، ثبات چرخه افزایش یافت. بعد از 105 چرخه ظرفیت ویژه در 367mAh / g باقی مانده است ، اما به دلیل وجود ریزپورها ، بازده اولیه در 77٪ کمتر بود. پس از افزودن پوشش سیترات کربن ، بازده اولیه به 80٪ افزایش یافت. این روش نیاز زیادی به مورفولوژی ماده اولیه گرافیت ندارد و ایزوتروپی ذرات تشکیل شده خوب است. عملکرد چرخه پایدارتری نسبت به پودر گرافیت و ظرفیت خاصی نزدیک به 372 میلی آمپر ساعت دارد.

با کروی سازی گرافیت پوسته ، ظرفیت ویژه (50 350 mAh / g) ، بهره وری چرخه اول (85٪)) و عملکرد چرخه ماده الکترود منفی می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد (میزان ماندگاری ظرفیت پس از 500 سیکل 80 ≥٪ است) . به عنوان یک ماده الکترود منفی برای باتری های یون لیتیوم ، اندازه ذرات d50 بین 16 تا 18 میکرومتر مناسب ترین است. اگر اندازه ذرات خیلی کوچک باشد ، سطح خاص آن بزرگتر است و باعث می شود که الکترود منفی در طی چرخه اول مقدار زیادی لی + مصرف کند و بدین ترتیب یک فیلم بین سطحی دی الکتریک جامد (فیلم SEI) تشکیل شود و اول شارژ و راندمان تخلیه کم ؛ اگر اندازه ذرات خیلی بزرگ باشد ، سطح خاص آن نسبتاً زیاد است. کوچک است ، سطح تماس با الکترولیت کم است ، که بر ظرفیت خاص الکترود منفی تأثیر می گذارد.

سه ، درمان سطح

1 ساختار منافذ را تغییر دهید

ساختار منافذ سطح گرافیت عامل مهمی است که توانایی باتری ها را برای قرار دادن لیتیوم تعیین می کند. وجود میکروپورها در سطح ماده گرافیت می تواند کانال انتشار Li + را افزایش دهد و مقاومت انتشار Li + را کاهش دهد ، در نتیجه عملکرد سرعت ماده را به طور موثر بهبود می بخشد.

چنگ و همکاران گرافیت را در یک محلول آبی قلیایی (KOH) قوی برای اچ قرار داده و سپس آن را در دمای 800 درجه سانتیگراد در اتمسفر نیتروژن پخت و تولید نانو منافذ در سطح کرد. از این نانوحفره ها می توان به عنوان ورودی Li + استفاده کرد ، به طوری که Li + نه تنها می تواند از سطح انتهایی گرافیت وارد شود ، بلکه می تواند از سطح پایه نیز جاسازی شود و مسیر مهاجرت را کوتاه می کند. . پس از آزمایش ، شارژ و تخلیه با سرعت 3 درجه سانتیگراد ، آند گرافیت اچ شده با KOH دارای سرعت ماندگاری 93٪ است که بالاتر از گرافیت اصلی (85٪) است. با نرخ 6 درجه سانتیگراد ، می توان میزان حفظ ظرفیت 74٪ را بدست آورد.

شیم و همکاران مقایسه نرخ ماندگاری گرافیت خام ، گرافیت آنیل شده KOH و گرافیت اچ شده KOH و دمای 80 درجه سانتیگراد ، و ثابت کرد که میزان ماندگاری ظرفیت گرافیت اچ در 80 درجه سانتیگراد بهترین است و گرافیت آنیل شده اچ دومین. دلیل این امر این است که بازپخت در دمای بالا ساختار بلوری را از بین می برد. از طریق تجزیه و تحلیل امپدانس ، پس از 50 سیکل ، مقاومت در برابر نفوذ Li + گرافیت اچ شده تنها 60٪ از گرافیت اصلی است ، که بهینه سازی عملکرد سرعت آن را بیشتر توضیح می دهد.

برخی از محققان همچنین از رسوب بخار برای رشد نانولوله های کربنی با رسانایی بالا بر روی سطح گرافیت درجا استفاده می کنند ، به طوری که بار اولیه و بازده تخلیه گرافیت> است. 95٪ و میزان ماندگاری ظرفیت پس از 528 چرخه> است. 92٪

دیده می شود که بهینه سازی ساختار منافذ سطح گرافیت می تواند کانال انتشار Li + را افزایش دهد و مقاومت انتشار Li + را کاهش دهد ، که وسیله ای م toثر برای بهبود عملکرد نرخ است و ثبات چرخه گرافیت.

2 اکسیداسیون سطح

اکسیداسیون می تواند اتمهای کربن بی نظم موجود در سطح گرافیت طبیعی را از بین ببرد ، بنابراین واکنش کاهش اکسیداسیون در سطح گرافیت می تواند به طور یکنواخت پیش برود. در همان زمان ، گروههای عملکردی مانند -COO- و -OH در سطح گرافیت طبیعی اکسید شده تشکیل می شوند. این گروه های عملکردی به صورت پیوندهای کووالانسی به سطح گرافیت طبیعی متصل می شوند و در طول چرخه های شارژ و تخلیه ، یک فیلم SEI شیمیایی پایدار بر روی سطح گرافیت طبیعی تشکیل می دهند ، در نتیجه اولین بهره وری تخلیه شارژ گرافیت طبیعی و چرخه را بهبود می بخشند. عمر گرافیت بهبود می یابد. اکسیدان به طور کلی O2 ، HNO3 و H2O2 را انتخاب می کند.

اکسیداسیون با استفاده از اکسیدان فاز گاز به طور کلی برای اصلاح نقص سطح ذرات گرافیت نیاز به عملیات دمای بالا دارد. شیم و همکاران از هوا به عنوان اکسید کننده برای اکسید کردن گرافیت طبیعی در دمای 550 درجه سانتیگراد استفاده کرد. این مطالعه نشان داد که کاهش وزن در طی فرآیند اکسیداسیون به طور خطی به کاهش سطح خاص مربوط می شود. پس از اکسیداسیون ، قطر سطح گرافیت طبیعی 40 ～ 400A است. سطح به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، و عملکرد چرخه و اولین بهره وری تخلیه شارژ آن بهبود یافته است ، اما ظرفیت برگشت پذیر و عملکرد سرعت آن بدون تغییر باقی مانده است.

بعلاوه ، برخی گازهای اکسید کننده نسبتاً ضعیف مانند H2O و CO2 به گاز بی اثر اضافه می شوند تا گرافیت را در دمای بالا اکسید کنند. آزمایشات نشان داده است که ورود کاتالیزورهای Ni ، Co ، Fe و دیگر در فرآیند اکسیداسیون می تواند اثر تصفیه اکسیداسیون را بهبود بخشد و Li همچنین می تواند آلیاژهایی با فلزاتی که به عنوان کاتالیزور اکسیداسیون استفاده می شوند ، تشکیل دهد و این آلیاژها همچنین می توانند به افزایش ظرفیت برگشت پذیر کمک کنند.

استفاده از معرفهای مایع اکسید کننده قوی (مانند H2O2 ، HNO3 و ...) می تواند گرافیت را در دمای پایین اکسید کند. به طور کلی ، سطح ذرات گرافیت میکرو اکسید یا میکرو متورم است. وو و همکاران از انواع اکسیدان ها (سولفات آمونیوم ، H2O2 ، سولفات سریم و غیره) برای اکسید کردن مواد آند گرافیتی استفاده کرد و منافذ نانو را از طریق میکروسکوپ الکترونی انتقال با وضوح بالا (HRTEM) روی سطح ذرات گرافیت مشاهده کرد گرافیت افزایش ظرفیت برگشت پذیر مبنایی را فراهم می کند.

مائو و همکاران گرافیت میکرو اکسید شده با K2FeO4 به عنوان اکسیدان تهیه کرد ، که بخشی از سطح گرافیت را از بین برد و نانوپورها و برخی عناصر Fe را برای افزایش ظرفیت برگشت گرافیت از 244mAh / g به 363mAh / g معرفی کرد.

بعلاوه ، برخی از افراد از اکسیدکننده ها و مواد آرایشی داخلی برای گسترش ریز گرافیت استفاده می کنند که باعث گسترش کانال های بینابینی لیتیوم و بهبود توانایی و میزان عملکرد لیتیوم درونیابی می شود. زو و همکاران برای تهیه گرافیت میکرو منبسط شده از اکسیدان H2O2 و اسید سولفوریک غلیظ به عنوان عامل مقابله استفاده کرد. سپس از رزین فنلی به عنوان پیش ماده ای برای پوشش کربن استفاده شد ، به طوری که ظرفیت ویژه مواد الکترود منفی به 378 میلی آمپر ساعت / گرم رسید و پس از 100 چرخه شارژ و تخلیه ، میزان ماندگاری ظرفیت 100٪ است.

دیده می شود که پس از ریز انبساط و تیمار اصلاح کامپوزیت پوشش داده شده با کربن ، عملکرد چرخه ماده کامپوزیت در مقایسه با گرافیت پوسته پوسته طبیعی و گرافیت پوسته پوسته طبیعی پوشش داده شده بسیار بهبود یافته است. عملیات اکسیداسیون گرافیت عمدتاً برای از بین بردن اتمهای بی نظم کربن در سطح گرافیت یا افزایش نانو منافذ ، گسترش مسیر درج و آزاد سازی Li + است ، که می تواند به طور م effectivelyثر عملکرد و سرعت پایداری چرخه مواد الکترود منفی را بهبود بخشد ، و اثر بهبود ظرفیت کنتراست زیاد نیست. این عملکرد یکسان است تغییر ساختار منافذ سطح گرافیت یکسان است.

3 فلوریناسیون سطح

گرافیت فلورین شده با فلوراسیون سطح گرافیت طبیعی تهیه می شود. از طریق تیمار فلوریناسیون ، یک ساختار CF در سطح گرافیت طبیعی ایجاد می شود ، که می تواند ثبات ساختاری گرافیت را تقویت کند و از ریزش پوسته های گرافیت در طول چرخه جلوگیری کند. در عین حال ، فلوریناسیون سطح گرافیت طبیعی همچنین می تواند مقاومت در فرآیند انتشار Li + را کاهش دهد ، ظرفیت خاص را افزایش دهد و عملکرد شارژ و تخلیه آن را بهبود بخشد.

وو و همکاران از گاز آرگون حاوی 5٪ فلوئور برای فلوریناسیون گرافیت طبیعی در دمای 550 درجه سانتیگراد استفاده کرد. پس از 5 چرخه ، کارایی کولنبیک از 66 to به 93 افزایش یافت ، و ظرفیت خاص نیز بالاتر از ظرفیت خاص نظری گرافیت بود. ماتسوموتو و همکاران از ClF3 برای پردازش گرافیت طبیعی با اندازه ذرات مختلف استفاده کرد. پس از درمان ، مشخص شد که عناصر F و Cl در سطح گرافیت وجود دارد و اندازه ذرات کوچکتر گرافیت طبیعی دارای سطح کمتری است. از طریق آزمایشات شارژ و تخلیه ، اولین بازده شارژ و دشارژ همه نمونه ها 5٪ به 26٪ افزایش یافت.

یین و همکاران یک سری از مواد کامپوزیت فلوراید پلیتیوفن / گرافیت را با پلیمریزاسیون مونومرهای تیوفن در سطح گرافیت فلورین به عنوان مواد اولیه سنتز کرده و دریافتند که پوشش Pth حاوی 22.94٪ می تواند با سرعت بالای 4C تخلیه شود و چگالی انرژی می تواند تا 1707Wh / Kg ، که بالاتر از مواد گرافیت طبیعی است.

از طریق روش تصفیه فلوریناسیون گرافیت ، سرعت عملکرد و عملکرد چرخه به طور مثر بهبود می یابد ، اما ظرفیت خاص تا حد زیادی بهبود نیافته است. بعد از اینکه گرافیت فلوئور شده دوباره اصلاح شد ، ظرفیت ویژه را می توان به طور موثری بهبود بخشید.

4 اصلاح پوشش

اصلاح پوشش بر اساس مواد کربنی مانند گرافیت به عنوان&"هسته GG" ، و یک لایه از مواد کربن بی شکل یا&"پوسته GG" است. از فلز و اکسید آن روی سطح آن پوشانده شده و ذرات با&را تشکیل می دهد ؛ هسته پوسته GG. ساختار پیش سازهای مواد کربنی بی شکل که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند شامل مواد کربن پیرولیتیک با درجه حرارت پایین مانند رزین فنلی ، پیچ و اسید سیتریک است. مواد فلزی به طور کلی عناصر فلزی با هدایت خوب مانند Ag و Cu هستند.

فاصله لایه مواد کربن بی شکل بزرگتر از گرافیت است ، که می تواند عملکرد انتشار Li + را که معادل تشکیل لایه بافر Li + در سطح خارجی گرافیت است ، بهبود بخشد ، بدین ترتیب بهبود عملکرد شارژ و تخلیه جریان بالا از مواد گرافیت ؛ عناصر فلزی را می توان افزایش داد رسانایی ماده الکترود منفی باعث افزایش بار و عملکرد تخلیه آن در دمای پایین می شود. روش استفاده از گام به عنوان پیش ماده کربن آمورف نسبتاً بالغ بوده و بارها در پایان نامه ذکر شده است.

در سالهای اخیر ، هان و همکاران اثرات اجزای مختلف زمین قیر زغال سنگ (CTP) (محلول در هگزان ، تولوئن و تتراهیدروفوران) و نقاط مختلف نرم شدن (20 ℃ ، 76 ℃ ، 145 ℃ و 196 ℃) بر روی آندهای گرافیتی را مطالعه کرد. تأثیر خواص شیمیایی. مطالعات نشان داده است که شارژ و تخلیه در 5 درجه سانتیگراد و پوشش با محلولهای محلول هگزان و محلولهای تولوئن در CTP می تواند ظرفیت ویژه 263mAh / g در 5C را حفظ کند. و هرچه نقطه نرم شدن CTP بیشتر باشد ، ظرفیت ویژه ماده بالاتر است. ظرفیت ویژه ماده CTP با نقطه نرمش 196 می تواند به 278 میلی آمپر ساعت برسد و مقاومت انتقال بار نیز با افزایش نقطه نرم شدن کاهش می یابد.

وو و همکاران رزین فنولیک و گرافیت کروی را در متانول مخلوط کرد ، حلال تبخیر شد تا خشک شود و سپس در دمای بالا در یک فضای بی اثر آنیل شود از طریق سنگ زنی و الک کردن ، سطح ذرات گرافیت به دست آمده نرم تر بود که باعث افزایش ثبات چرخه آن شد و بعد از 5 دوره ظرفیت ویژه آن 172 میلی آمپر ساعت بر گرم بیشتر از ماده گرافیت است. علاوه بر رزین pitch و فنلی ، برخی از محققان در سال های اخیر تحقیقاتی نیز درباره اسید سیتریک به عنوان پیش ماده کربن بی شکل انجام داده اند.

کامپوزیت گرافیت ، فلز و اکسید فلز عمدتا با رسوب بر روی سطح گرافیت حاصل می شود. پوشش فلزی نه تنها می تواند رسانایی الکترونیکی گرافیت را بهبود بخشد ، بلکه همچنین می توان از Sn و اکسیدها و آلیاژهای آن به عنوان ماده ماتریسی برای ذخیره سازی لیتیوم استفاده کرد ، که این یک اثر هم افزایی با گرافیت دارد تا عملکرد الکتروشیمیایی الکترود منفی را بهینه کند. با استفاده از NaH برای کاهش SnCl2 یا SnCl4 در n-butanol برای رسوب لایه ای از nano-Sn بر روی سطح گرافیت ، می توان ظرفیت ویژه پایدار 400-500mAh / g را بدست آورد. رسوب فلزاتی مانند Ag و Cu به طور کلی از آبکاری استفاده می کند و لایه فلزی حاصل صاف و یکنواخت است. علاوه بر این ، واکنش آینه نقره نیز یک روش ساده و موثر برای تشکیل یک پوشش نقره است.

پوشش کربن یک روش موثر برای بهینه سازی عملکرد الکتروشیمیایی آندهای گرافیت است ، اما اثر بهینه سازی آن محدود است. این فقط یک عملکرد بهینه سازی جزئی از نظر ثبات چرخه و بهره وری شارژ و تخلیه اول دارد. پوشش فلزی فقط رسانایی و ثبات چرخه مواد آند را بهبود می بخشد. بنابراین ، دو روش پوشش کربن و پوشش فلزی نمی توانند ضرر ذاتی ظرفیت خاص کم گرافیت را برطرف کنند.

چهار ، اصلاح دوپینگ

روش اصلاح دوپینگ انعطاف پذیرتر است و عناصر دوپینگ متنوع است. در حال حاضر ، محققان فعالیت بیشتری در این روش دارند. دوپینگ عناصر غیرکربنی به گرافیت می تواند حالت الکترونیکی گرافیت را تغییر دهد ، بدین ترتیب دستیابی به الکترون آسان تر می شود و در نتیجه مقدار لی + تعبیه شده بیشتر می شود.

با استفاده از پیرولیز H3PO4 و H3BO3 ، پارک و همکاران با موفقیت P و B را روی سطح گرافیت دوپ کرد و با آنها پیوندهای شیمیایی تشکیل داد ، که به طور م theثری ثبات چرخه و عملکرد سرعت گرافیت را بهبود بخشید. از آنجا که Si و Sn توانایی ذخیره لیتیوم را دارند ، تحقیقات بیشتری در مورد ترکیب این دو عنصر با گرافیت انجام شده است. پارک و همکاران ذرات اکسید قلع حاوی آنتیموان به ماده آند گرافیت اضافه کرد. ذرات اکسید قلع حاوی آنتیموان و ذرات گرافیت توسط اسید سیتریک به یکدیگر متصل می شوند تا ظرفیت ویژه مواد آند را به 530mAh / g افزایش دهند و ظرفیت ویژه را می توان پس از 50 سیکل حفظ کرد. 100٪

چن و همکاران ذرات نانو سیلیسیم ، گام و گرافیت پوسته پوسته را از طریق خشک کردن با اسپری ترکیب می کنند تا ظرفیت خاصی از 1141 میلی آمپر ساعت / گرم بدست آورند. در همان زمان ، محققان دیگر گرافیت ، پیش سازهای ماده کربن بی شکل و nano-Si را در یک حلال آلی توسط التراسونیک ، همزن یا آسیاب توپی مخلوط کرده و سپس مواد کامپوزیت را خشک و آنیل کرده اند که به طور موثر ظرفیت ویژه الکترود منفی را افزایش داده است. ماده این اثر هم افزایی Si و گرافیت را تأیید می کند.

دوپینگ عناصر مختلف در مواد گرافیت اثرات بهینه سازی متفاوتی بر عملکرد الکتروشیمیایی آن دارد. در این میان ، افزودن عناصری (Si ، Sn) که توانایی ذخیره لیتیوم را نیز دارند ، تأثیر قابل توجهی در افزایش ظرفیت ویژه مواد آند گرافیت دارد ، اما به دلیل محدودیت ظرفیت خاص خود گرافیت ، اثر ایده آل هنوز حاصل نشده است.

پنج ، سخنان پایانی

کروی سازی ، تغییر ساختار منافذ ، اصلاح اکسیداسیون ، اصلاح فلوئوراسیون و اصلاح پوشش می تواند باعث افزایش بار اولیه و بازده تخلیه مواد آند مبتنی بر گرافیت ، افزایش میزان انتشار Li + در ماده آند و بهینه سازی عملکرد سرعت شود از مواد آند این اثر از نظر ثبات چرخه قابل توجه است ، اما هیچ اثر بهینه سازی آشکاری در بهبود ظرفیت خاص وجود ندارد. اصلاح دوپینگ می تواند مواد با قابلیت ذخیره سازی مختلف لیتیوم را به طور کامل ترکیب کند ، از مزایای مربوطه آنها استفاده کند و ظرفیت ویژه مواد الکترود منفی را به طور قابل توجهی افزایش دهد ، اما عملکرد سرعت و ثبات چرخه آن تا حدودی کاهش می یابد. بنابراین ، استفاده از روشهای متنوع برای اصلاح هم افزایی ترکیب م ofثر گرافیت و عناصر Si یا Sn و رفع نقص پایداری چرخه ضعیف مواد کامپوزیت ، مرکز تحقیقات آینده خواهد بود.