Литий-иондық батареялардағы қуыс кремний құрылымдарының рөлі
Кремний литий-ионды аккумуляторлық анодтар үшін ойын өзгертетін материал ретінде жылдар бойы айтылып келеді. Қағазда ол дәстүрлі графитке қарағанда әлдеқайда көп энергияны сақтай алады. Шындығында, кремнийдің елеулі кемшілігі бар: ол жақсы қартамайды. Қайталанатын зарядтау және разряд циклдарынан кейін көптеген кремний негізіндегі батареялар сыйымдылығын күткеннен әлдеқайда жылдам жоғалтады. Бұл жерде қуыс кремний құрылымдары нақты өзгеріс жасай бастады.
WӨмірдің циклі өте маңызды
Циклдың қызмет ету мерзімі батареяның өнімділігі айтарлықтай төмендегенге дейін қанша рет зарядтауға және зарядсыздануға болатынын білдіреді. Электрлік көліктер, энергия сақтау жүйелері және тіпті тұтынушылық электроника үшін қысқа циклдің қызмет ету мерзімі жоғары шығындарды, көп қалдықтарды және пайдаланушы тәжірибесінің нашарлауын білдіреді.
Дәстүрлі қатты кремний бөлшектері литийді сіңіргенде күрт кеңейеді. Уақыт өте келе бұл кеңейту крекингке, электрлік ажыратуға және батареяның тұрақсыз өнімділігіне әкеледі. Кремний жоғары сыйымдылықты ұсынса да, оның құрылымдық әлсіздігі кең ауқымды қабылдауды шектейді.
Шұңқырлы кремний ойынды қалай өзгертеді
Шұңқырлы кремний құрылымдары, әсіресе нано масштабты қуыс шарлар— бұл мәселені құрылымдық деңгейде шешу. Бүкіл жол бойы қатты болудың орнына, бұл бөлшектердің жұқа сыртқы қабығы және ішінде бос орын бар.
Бұл бос кеңістік өте маңызды. Литий зарядтау кезінде кремнийге енгенде, материал ішке қарай да, сыртқа да кеңейеді. Шұңқыр өзек буфер ретінде әрекет етеді, бұл бөлшекке бөлінбей кернеуді жеңуге мүмкіндік береді. Бұл қайталанатын циклдардағы механикалық зақымдануды айтарлықтай азайтады.
Жақсырақ тұрақтылық, ұзақ өмір сүру
Өйткені қуыс кремний бөлшектері жарылып кету ықтималдығы аз, олар батареяның ішіндегі өткізгіш материалдармен жақсы байланыста болады. Бұл электрлік жолдардың тұрақты болуына және өнімділіктің төмендеуіне әкеледі.
Практикалық тұрғыдан алғанда, қуыс кремний құрылымдарын пайдаланатын батареялар жиі көрсетеді:
· Сыйымдылықтың баяу өшуі
· Уақыт өткен сайын жақсартылған құрылымдық тұтастық
· Ұзақ велосипед сынақтарында тұрақты өнімділік
Нақты нәтижелер дизайн мен өңдеуге байланысты болса да, тенденция анық: жақсы құрылым циклдің жақсы өмір сүруіне әкеледі.
Бетінің ауданы және реакция тиімділігі
тағы бір артықшылығы қуыс кремний құрылымдары олардың неғұрлым тиімді бетінің ауданы болып табылады. Бұл литий иондарының біркелкі қозғалуына және локализацияланған кернеу мен жылу жиналуын азайтуға мүмкіндік береді. Біркелкі реакция әлсіз нүктелерді азайтады, бұл батареяның қызмет ету мерзімін ұзартады.
Сонымен қатар, жұқа кремний қабықшалары диффузиялық жолдарды қысқартып, төзімділікті жоғалтпай зарядтау мен разряд тиімділігін арттыруға көмектеседі.
Өнімділік пен құнды теңестіру
Қатты бөлшектерге қарағанда қуыс кремний материалдарын өндіру күрделірек, бұл шығындарды арттыруы мүмкін. Дегенмен, циклдің ұзағырақ қызмет ету мерзімі ауыстырулардың аз болуын және ұзақ мерзімді құндылықты жақсырақ білдіреді, әсіресе электрлік көліктер және электр желілерін сақтау сияқты жоғары деңгейлі қолданбалар үшін.
Өндіріс техникасы жетілдірілуде, қуыс кремний құрылымдары коммерциялық пайдалану үшін барған сайын практикалық бола бастады.
Huazhong газымен кеңейтілген батарея материалдарын қолдау
-Та Huazhong газы, біз кремнийді өңдеу, қаптау және наноматериалдарды өндіру үшін қажетті жоғары таза мамандандырылған газдарды жеткізу арқылы батарея материалдарын жасаушылармен және өндірушілермен тығыз жұмыс істейміз. Тұрақты жеткізу тізбегіміз, қатаң сапа стандарттары және жауапты техникалық қолдау тұтынушыларға сенімділікке нұқсан келтірместен аккумуляторлық инновацияларды алға жылжытуға көмектеседі.
Батареяны зерттеу немесе өндіру жетілдірілген кремний материалдарына сүйенсе, Huazhong Gas әр циклді алға жылжыту үшін осында.
