Những Thách Thức Trong Việc Thích Ứng Sự Thay Đổi Thể Tích Của Các Anode Si Cho Pin Li‐Ion

ChemElectroChem - Tập 2 Số 11 - Trang 1645-1651 - 2015
Minseong Ko1, Sujong Chae1, Jaephil Cho1
1Department of Energy Engineering and School of Energy and Chemical Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), 689-798, Ulsan, South Korea.

Tóm tắt

Tóm tắtSilic (Si) được coi là một anode thay thế triển vọng cho các pin Li-ion thế hệ tiếp theo (LIBs) nhờ vào mật độ năng lượng lý thuyết cao, thế năng làm việc tương đối thấp và sự phong phú trong tự nhiên. Tuy nhiên, các anode Si có hiện tượng suy giảm dung lượng nhanh chóng và gia tăng điện trở bên trong, điều này xảy ra do sự thay đổi thể tích lớn khi nạp và xả Li. Điều này thật không may đã hạn chế ứng dụng thực tế của chúng. Do đó, việc quản lý sự thay đổi thể tích tổng thể vẫn là một thách thức quan trọng để giảm thiểu hiệu quả các vết nứt cơ học và sự không ổn định của các sản phẩm giai đoạn điện phân rắn. Trong bối cảnh này, chúng tôi xem xét sự tiến bộ gần đây trong các điện cực Si có khả năng thích ứng với sự thay đổi thể tích và điều tra các cấu trúc tinh vi của chúng với những cải thiện đáng kể trong hiệu suất pin, bao gồm các vật liệu kiểm soát kích thước, màng mỏng có hoa văn, cấu trúc xốp, thiết kế vỏ bảo tồn hình dạng và hợp chất graphene. Những phương pháp đại diện này có khả năng vượt qua những thay đổi hình thái lớn trong thể tích của các anode Si bằng cách đảm bảo sự thư giãn căng thẳng và tính toàn vẹn cấu trúc trong toàn bộ điện cực. Cuối cùng, chúng tôi đề xuất những quan điểm và thách thức trong tương lai để hiện thực hóa ứng dụng thực tế của các anode Si trong các hệ thống LIB.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

 

10.1002/aenm.201200028

10.1002/anie.201201429

10.1002/ange.201201429

10.1039/c1ee01598b

Electrochemical Energy Storage Technical Team Roadmap U. S. Drive2013.

Secondary Battery Technology Development Roadmap NEDO 2013.

10.1021/cr500207g

10.1002/ppsc.201300231

 

10.1149/1.1652421

10.1149/1.2402112

10.1016/S0378-7753(02)00707-3

10.1126/science.1209816

10.1039/C5EE00685F

10.1021/jp0729563

 

10.1021/nl302841y

10.1016/j.jmps.2012.03.008

10.1063/1.3530738

 

10.1002/adma.201301795

10.1021/nl3044508

10.1016/j.nantod.2015.02.009

 

10.1016/j.jpowsour.2006.09.084

10.1002/smll.200900382

10.1039/C0EE00281J

10.1016/j.nantod.2012.08.004

10.1002/aenm.201300882

 

10.1016/j.nantod.2010.11.002

10.1002/anie.200702505

10.1002/ange.200702505

10.1002/advs.201400012

10.1021/nn204476h

10.1002/anie.200906287

10.1002/ange.200906287

10.1038/nmat1368

 

10.1149/1.1739217

Kulova T. L., 2007, Chem. Biochem. Eng. Q., 21, 83

10.1016/j.jelechem.2006.07.002

10.1063/1.3462998

10.1016/j.jpowsour.2010.02.013

10.1149/2.048201jes

10.1016/j.jpowsour.2010.08.058

10.1002/adma.201003665

10.1002/adma.201102568

10.1016/j.electacta.2006.01.045

10.1002/adma.201305600

 

10.1039/b923002e

10.1088/0957-4484/24/42/422001

10.1002/aenm.201200320

10.1038/ncomms5105

10.1021/nl300206e

 

10.1039/c1ee02310a

10.1002/aenm.201100765

10.1021/nl403923s

10.1002/anie.201310412

10.1002/ange.201310412

10.1021/ja1031997

10.1038/nnano.2012.35

10.1021/nl3014814

10.1038/nnano.2014.6

10.1021/nn505410q

 

10.1126/science.1246501

10.1038/nmat4170

10.1021/nn503294z

10.1016/S0013-4686(02)00417-6

10.1021/j100839a019

Thông tin
Thông tin xuất bản

ChemElectroChem

Tập 2 Số 11

1645-1651

Thông tin tác giả