Feidhmiú Carbóin-Scragall Copar Brataithe a Úsáidtear i gCadhnraí ian Litiam-

Le forbairt go mear ar an earnáil feithiclí fuinnimh nua, tá an t-éileamh ar dhlús fuinnimh níos airde i gcadhnraí tánaisteacha litiam-ian ag méadú. Ní hamháin go dtéann feabhas ar fhuinneamh sonrach na gcadhnraí chun tairbhe do raon tiomána feithiclí leictreacha ach féadfaidh sé freisin an dúshlán reatha a bhaineann le costais arda a mhaolú go mór. De réir mar a leanann dlús fuinnimh na gcadhnraí ian litiam ag ardú, tá an cumasc d'ard-chatóidí nicil le hanóidí carbóin sileacain mar an chumraíocht chaighdeánach chun cadhnraí ian litiam ard-dlúis den chéad ghlúin eile a fhorbairt. Mar sin féin, téann sileacain faoi athruithe suntasacha toirte le linn na dtimthriallta muirir agus urscaoilte, rud a fhágann go ndéantar cáithníní ábhar gníomhacha a smidiríní, go gcailltear pointí teagmhála le gníomhairí seoltacha, agus fiú dícheangal ón mbailitheoir reatha. Is é an toradh atá air seo ná meath tapa toillte agus saolré timthrialla giorraithe d’anóidí carbóin sileacain, rud a chuireann bac ar a bhfeidhmiú i gcadhnraí ian litiam.

Tá forbairt na n-ábhar anóid charbóin sileacain mar fhócas le fada i dtaighde ceallraí ian litiam, dírithe go príomha ar an ábhar féin a bharrfheabhsú agus a mhodhnú. Áiríonn sé seo méid na gcáithníní agus struchtúr an ábhair sileacain a bharrfheabhsú, chomh maith le struchtúr agus modhanna comhdhéanta carbóin sileacain. Chun cur i bhfeidhm praiticiúil na n-ábhar anóid charbóin sileacain a bhaint amach, tugadh aird agus taighde méadaithe ar bharrfheabhsú le linn próisis deartha agus déantúsaíochta leictreoid agus fiú ceallraí. I measc na samplaí tá leas iomlán a bhaint as oibreáin seoltacha, ceanglóirí a úsáidtear sa phróiseas sciodair, dlús an limistéir brataithe, dlús dlúthaithe, comhdhéanamh leictrilít, agus próisis fhoirmithe.

Mar chomhpháirt ríthábhachtach den leictreoid, tacaíonn an scragall copair le hábhar gníomhach leictreoid diúltach agus é ag bailiú leictreoin a ghintear agus á sheoladh chuig an gciorcad seachtrach chun sruth a fhoirmiú. Mura leor an greamaitheacht idir an t-ábhar gníomhach agus an scragall copair, is féidir le cáithníní carbóin sileacain scaradh go héasca ón scragall copair le linn rothaíochta mar gheall ar a n-athruithe móra toirte, rud a fhágann go bhfuil droch-fheidhmíocht timthriall ann. Chun saolré timthriall na gcadhnraí a fheabhsú, cuireann an staidéar seo scragall copair brataithe le ciseal carbóin seoltaí i bhfeidhm ar chadhnraí cumhachta. Ag baint úsáide as próiseas cruachta, monaraíodh cealla cumhachta 9.5 Ah pouch le hábhar trínártha mar an catóide agus ocsaíd sileacain-chomhchodach carbóin mar anóid. Imscrúdaíodh éifeachtaí scragall copair brataithe carbóin i gcomparáid le gnáth-scragall copair mhín dhá thaobh ar chumas rátaí, feidhmíocht teocht ard/íseal, agus feidhmíocht timthriall na gceall.

Inár dturgnaimh, d'úsáideamar scragall copair brataithe carbóin bunaithe ar scragall lom, brataithe ar an dá thaobh le carbón seoltaí agus ceanglóir roisín. Feidhmíonn sé seo chun seoltacht an bhailitheora reatha a fheabhsú, ag cinntiú friotaíocht teagmhála maith, agus ag an am céanna an greamaitheacht idir an t-ábhar gníomhach agus an bailitheoir reatha a mhéadú, rud a fheabhsóidh saolré timthriall na ceallraí. Léiríonn íomhánna SEM den scragall copair mhín dhá thaobh, den scragall copair brataithe le carbón, agus de na leatháin leictreoid go bhfuil dromchla an scragall copair mhín dhá thaobh cothrom. Déantar na cáithníní carbóin seoltacha ar dhromchla an scragall copair brataithe carbóin a dháileadh go haonfhoirmeach, le trastomhas na gcáithníní thart ar 15-20 nm, ag taispeáint struchtúr sféarúil atá nasctha le chéile ag greamachán roisín. Tá an dromchla scaoilte agus scagach, ag cur go héifeachtach le greamaitheacht an ábhair ghníomhach leis an mbailitheoir reatha. Ina theannta sin, méadaítear an limistéar teagmhála idir an t-ábhar gníomhach agus an bailitheoir reatha, rud a chabhraíonn le friotaíocht teagmhála an bhileog leictreoid a laghdú. Léiríonn breathnuithe ar dhromchla agus ar struchtúr trasnánach an leatháin anóid SiO-C dáileadh aonfhoirmeach na gcáithníní, agus na cáithníní fós slán gan scoilteadh faoi dhlús dhlúthaithe 1.6 g/cc.

Léiríonn bunpharaiméadair na leatháin leictreoid diúltacha a dhéantar ag baint úsáide as scragall copair éagsúla go bhfuil méadú suntasach tagtha ar neart craiceann an leatháin a úsáideann scragall copair brataithe carbóin i gcomparáid leis an méid a úsáideann scragall copair réidh dhá thaobh, agus laghdaítear friotachas an leatháin leictreoid. Léiríonn sé seo gur féidir leis an gciseal sciath carbóin an limistéar teagmhála idir an t-ábhar gníomhach agus an bailitheoir reatha a mhéadú, seoltacht leictreonach an bhileog leictreoid a fheabhsú, agus an friotaíocht teagmhála idir an t-ábhar gníomhach agus an bailitheoir reatha a laghdú. Ina theannta sin, feidhmíonn an ciseal carbóin ina bhfuil an ceanglóra roisín mar chiseal trasdula, ag neartú an nascáil idir an t-ábhar gníomhach agus an bailitheoir reatha.

Fuarthas sonraí feidhmíochta leictriceimiceacha páirteacha de na cealla pouch 9.5 Ah déanta le scragall copair éagsúla, lena n-áirítear voltas ciorcaid oscailte, friotaíocht inmheánach AC, cumas inchúlaithe, éifeachtúlacht muirir tosaigh, agus úsáid acmhainne sonrach an chatóid, trí mheán na dtomhas ó 10 bpointe samplacha. Léiríonn comparáid go bhfuil friotaíocht inmheánach AC na cille ag baint úsáide as scragall copair brataithe carbóin níos ísle ná friotaíocht na cille ag baint úsáide as scragall copair mhín dhá thaobh. Tá sé seo go príomha toisc go bhfuil friotachas níos ísle ag an leathán leictreoid a dhéantar le scragall copair brataithe le carbóin, rud a laghdaíonn friotaíocht teagmhála iomlán na cille. Tá úsáid toilleadh sonrach na cille ag baint úsáide as scragall copair brataithe carbóin beagán níos ísle (de 0.5 mAh/g) ná mar a úsáidtear sa chill trí scragall copair mhín dhá thaobh. D'fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar thabhairt isteach an bhrataithe charbóin as a dtáinig idirchalú beag ian litiam, ag ídiú roinnt ian litiam agus ag méadú toilleadh do-aisiompaithe na cille.

Léiríonn cuair urscaoilte na gcealla pouch atá le chéile leis an dá chineál scragall copair ag rátaí difriúla ag teocht an tseomra, de réir mar a mhéadaíonn an ráta urscaoilte, go laghdaítear ardchlár urscaoilte an dá chineál cille, agus laghdaítear an cumas urscaoilte de réir a chéile. Tagann laghdú suntasach ar phointe infhillte nuair a shroicheann an ráta scaoilte 4C. Tá sé seo go príomha toisc, le méadú ar an sruth urscaoilte, ní féidir le hiain litiam, tar éis dóibh leictreoin a scaoileadh, an anóid agus an idirleathadh a fhágáil go pras isteach sa leictrilít, rud a chruthaíonn grádán tiúchan ian litiam substaintiúil. Méadaíonn sé seo an acmhainneacht leictreoid a theastaíonn chun iain litiam filleadh ar an gcatóid, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar bhrú inmheánach sa chill agus laghdaítear an ardchlár scaoilte dá bharr. Ag comparáid idir na cuair urscaoilte ráta thuasluaite agus na rátaí coinneála cumais urscaoilte ag rátaí éagsúla, tá na hardchláir urscaoilte den dá chineál cille comhionann go bunúsach ag an ráta céanna. ag rátaí ísle (<3C), the discharge capacity retention rates of the two cell types largely overlap. When the discharge rate increases to 4C and 5C, the discharge capacity retention rate of the carbon-coated copper foil cell is slightly higher than that of the double-sided smooth copper foil cell. This is primarily related to the carbon coating enhancing the conductivity of the cell and reducing contact resistance.

Léiríonn cuair thimthriallta na gceall pouch a cuireadh le chéile leis an dá chineál scragall copair faoi mhuirear 1C/1C-dálaí urscaoilte ag teocht an tseomra, tar éis 300 timthriall, gurb é an ráta coinneála toilleadh ná 89.5% don chill scragall copair brataithe carbóin, i gcomparáid le 84.2% don chill scragall copair mhín dhá thaobh. Tá cobhsaíocht thimthriallta na cille scragall copair brataithe carbóin feabhsaithe go mór i gcomparáid leis an gcill scragall copair mhín dhá thaobh. Eascraíonn an tairbhe seo ó dhá phríomhghné: ar an gcéad dul síos, méadaíonn an ciseal seoltaí carbóin atá brataithe ar an dromchla scragall copair an t-achar teagmhála idir an t-ábhar gníomhach agus an scragall copair, agus soláthraíonn an struchtúr dromchla scagach níos mó suíomhanna teagmhála don ábhar gníomhach, ag cur leis an idirghníomhú leis an mbailitheoir reatha; sa dara háit, neartaíonn láithreacht an ceanglóra roisín sa sciath carbóin an greamaitheacht idir an t-ábhar gníomhach agus an scragall copair. Sochtann sé seo go suntasach an feiniméan maidir le smidiríní ábhar gníomhach in anóidí atá bunaithe ar sileacain de bharr an ráta leathnaithe mór cáithníní tar éis timthriallta iolracha, rud a leathnaíonn go héifeachtach saolré timthriall na ceallraí.

(1) Méadaíonn sé neart craiceann an leatháin leictreoid anóid SiO{-C agus a friotachas á laghdú.
(2) Feabhsaítear feidhmíocht teocht ard/íseal agus cumas rátaí, ach níl sé suntasach.
(3) Feabhsaítear go héifeachtach feidhmíocht timthriall na gcadhnraí atá bunaithe ar sileacain. I gcomparáid le scragall copair mhín dhá thaobh, tá an ráta coinneála acmhainne tar éis 300 timthriall ag ráta muirir / urscaoilte 1C feabhsaithe 5.2%.

Tagairtí

Bonneagar Faisnéise Náisiúnta na Síne (CNKI)
Taighde agus feidhmiú scragall copair brataithe le carbóin i gceallraí ian litiam sileacain
Shaanxi Gual Chemical Industry Technology Research Institute Co., Ltd.
Shen Xiaohui

REACH CHUIG ÁR FHOIREANN TEICNIÚIL

Is féidir leat cuairt a thabhairt ar ár Nasc táirgehttp://www/carbon-brataithe-scragall/carbóin-brataithe-copar-scragall/seoltach-carbón-brataithe-copar-scagall.htmlle haghaidh tuilleadh sonraí