En ce qui concerne le matériau d'électrode classique négative de graphite (372 mAh / g), un matériau d'électrode négative de silicium a une capacité spécifique théorique très élevée (3580 mAh / g), le futur haute matériau batterie lithium-ion anode densité d'énergie de choix. Cependant, la présence d'anode de silicium changement de volume de matériau (jusqu'à 3 fois), ce qui entraîne une pulvérisation de particules de silicium, ce qui provoque le film SEI est plusieurs fois reproduit faible rendement faradique, une mauvaise polarisation des contacts électriques augmente le cycle de charge-décharge, de sorte que le matériau d'anode de silicium réelle la vie pauvre du cycle et de la capacité de taux.
Institut de technologie des matériaux de batterie Ningbo alimentation au lithium et le laboratoire de l 'ingénierie depuis 2011 pour mener des recherches et le développement de matériaux d'anode à base de silicium, des progrès ont été accomplis dans la série. 2012 ont rapporté un matériau composite d'électrode négative nano-poreux tridimensionnel Si / graphène. Récemment, également rapporté une nouvelle à deux dimensions de silicium / dioxyde de silicium en matériau composite d'électrode négative (2D nano-Si / SiO2). La structure en couches transition topologique CaSi2 de travail, la solution de décapage chimique est acide atomes de Ca (Fig. 1A), en laissant une couche atomique unique alcényle plissé de silicium, parce que seuls les atomes de Si sont sp3 hybridée, dans silènes extrêmement instable l'oxydation d'une solution aqueuse d'un siloxène deux dimensions métastable (Fig. 1b), les deux dimensions siloxène après les conditions de traitement thermique approprié pour la dismutation déshydraté pour donner deux dimensions de silicium / dioxyde de silicium en matériau composite d'électrode négative (2D nano-Si / SiO2), dans lequel la dispersion de nano-silicium uniformément dans l'oxyde de silicium amorphe (Fig. 1c). Structure à deux dimensions peut effectivement réduire la distance de migration des ions de lithium, les nano-silicium et l'oxyde de silicium permet de réduire efficacement l'expansion de volume, de sorte que l'utilisation de nano-Si / SiO22D @ C préparé par ce procédé présentent une excellente stabilité de cycle et la capacité de débit. Les tests électrochimiques ont montré que, à 0,15 condition A / g, la première plus grande capacité de décharge de 950 mAh / g, à une haute densité de courant de 7,5 A / g, la capacité de décharge de 360 mAh / g, par rapport au silicium a été rapporté dans la littérature ou un matériau d'oxyde de silicium, un avantage de performance significative du taux (figure 2.), à une haute densité de courant de 1,5, 3,0 et 7,5 a / g, et 300 semaines taux de rétention de la capacité de cycle était de 73%, 73% et 92%, respectivement (figure 3. ). Le nouveau 2D nano-Si / SiO2 @ C matériau anode, longue durée de vie devrait être appliquée à un véhicule électrique (fig. 4).
Les travaux de recherche de sous-oxydes de silicium à deux dimensions nanostructures avec Si nanodomaines confiné dans SiO2derived amorphe à partir siloxène comme anode haute performance pour les batteries Li-ion a été publié dans Nano Energy.
La recherche a été financée par les projets nationaux de R & D, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, l'Académie chinoise des sciences se concentrer sur le projet de déploiement, l'Académie chinoise des sciences et de la technologie des projets de R & D d'application spéciale Ningbo graphène Xiandao.
FIG. 1.A) du procédé d'extraction de schéma de siloxène, b schématique la structure moléculaire siloxène), c) à deux dimensions du silicium revêtu de carbone / silice Microstructure schématique matériau nanocomposite anode
rendement taux élevé vue en comparaison d'un matériau d'anode de silicium 2. Le travail en deux dimensions de la figure silicium / silice matériau composite d'électrode négative rapportée dans la littérature
3. la figure en deux dimensions de la stabilité du cycle de dioxyde de silicium / silicium du matériau composite d'électrode négative
Batterie longue durée schématique véhicule électrique en deux dimensions 4. dioxyde de silicium / silicium figure matériaux composites pour
