シリコン-カーボン复合材料

シリコン-炭素複合材料とシリコン-酸素アノードの比較分析 シリコンカーボン复合材料:...

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シリコン-炭素複合材料とシリコン-酸素アノードの比較分析

シリコン-炭素複合材料:

シリコン-炭素複合材料は、通常、ナノシリコンとグラファイト材料の混合物で構成されています。シリコンベースの材料の粒子サイズをナノメートルレベルに減らすことにより、より小さな粒子サイズとより多くの空隙を得ることができます。リチウムイオンの挿入と抽出のプロセス中にシリコンによって発生する応力と変形を緩衝しやすくします。さらに、ナノ粒子は、リチウムイオンの拡散距離を短くし、シリコン材料のリチウム貯蔵容量を増加させることができる。シリコンカーボンアノードの製造プロセスの主要な難しさは、ナノシリコン粉末の製造にあり、一般的なナノシリコン製造プロセスには、マグネシウム熱還元、シラン熱分解、放電プラズマと機械研削。

シリコン-酸素アノード:

シリコン-酸素アノードは、酸化シリコン (SiOx) とグラファイト材料の混合物でできています。シリコン材料と比較して、リチウム挿入中のシリコン酸化物の体積膨張が大幅に減少するため、サイクル性能が大幅に向上します。シリコン-酸素アノードのコアは、SiOxの準備です。ほとんどの企業は、純粋なシリコンとSiO2からSiOxを合成して、シリコン-酸素アノード前駆体を形成します。これは、一連のプロセスによって調製されます。SiOxは外部から直接購入することもできますが、人工グラファイトと配合してシリコン-酸素負極を準備する前に処理する必要があります。

カーボンネガティブ電極技術ルートは、主にナノシリコンを使用しています。小さな粒子サイズは、充電および放電中のシリコンベースの材料の体積変化を改善することができ、ナノスケールのシリコン材料は、より小さな粒子サイズとより多くのギャップを持っています。これは、リチウムイオンの挿入および抽出のプロセス中にシリコンによって生成される応力および変形をより容易に緩衝することができる。さらに、ナノ粒子は、リチウムイオンの拡散距離を短くし、シリコン材料のリチウム貯蔵容量を増加させることができる。シリコン-酸素負極技術ルートは、主に酸化シリコンを使用します。単一のシリコン粒子と比較して、酸化シリコン (SiOx) はリチウム挿入中の体積膨張が小さいため、純粋なシリコン負極と比較してサイクル安定性が大幅に向上します。

現在、シリコン-酸素はアプリケーションの主なパワーです。パワーバッテリーの分野では、第3世代のプリリチウムシリコン-酸素、テスラ (ドープ5%) 、キリンバッテリー (ドープ8-12%) 、NIO ET7 (ドープされた20〜30% 、半固体、しかしサイクルが悪い); 消費者用バッテリーの分野では、シリコンカーボンはより高度で、5〜10% にドープされています。

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