Le matériau de l'anode en silicium-carbone est un nouveau type de matériau d'anode de batterie au lithium qui combine des matériaux de silicium avec des matériaux de carbone de différentes structures . son cœur réside dans les avantages complémentaires du silicium et du carbone, qui améliorent considérablement les performances de la batterie . ici est une introduction détaillée et les avantages de l'informatique:
1. Propriétés et principes des matériaux
Matériaux de silicium à haute capacité
La capacité spécifique théorique du silicium atteint 4200 mAh / g, ce qui représente plus de 10 fois celui des électrodes négatives de graphite traditionnelles (372 mAh / g), cependant, améliorant considérablement la densité énergétique des batteries . cependant, pendant la charge et la décharge, le silicium subit un taux d'extension de volume et un raccourci vers 300%. vie .
Matériaux de carbone stable
Les matériaux en carbone (tels que le graphite, le graphène, les nanotubes de carbone) ont une conductivité électrique élevée, une stabilité structurelle et une bonne flexibilité, avec un taux d'expansion de volume inférieur à 10% . leur réseau conducteur peut atténuer les défauts isolants du silicium, et en même temps, par des effets physiques, inhibant l'expansion du volume du silicium {2}
Conception de la structure composite
En nanocristallisant des particules de silicium (telles que 10-50 nm) et en les dispersant uniformément dans la matrice de carbone, une structure de core ou un cadre de carbone poreux est formé . Cela ne conserve pas seulement la capacité élevée du silicium mais utilise également la structure stable des matériaux carbonés . pour l'exemple: Exemple:
Structure de la coquille de jaune: le noyau en silicium est entouré d'une coquille de carbone creux, laissant de la place à l'expansion, réduisant le taux d'expansion du volume de 300% à 120% .
Méthode de dépôt en phase gazeuse (CVD): déposant du silicium amorphe sur la surface du graphite, puis enrobé d'une couche de carbone pour former un matériau composite uniforme et dense, améliorant considérablement la durée de vie du cycle .