วัสดุขั้วบวกซิลิคอนคาร์บอนเป็นวัสดุขั้วบวกแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดใหม่ที่รวมวัสดุซิลิกอนเข้ากับวัสดุคาร์บอนที่มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน . แกนของมันอยู่ในข้อได้เปรียบที่สมบูรณ์ของซิลิกอนและคาร์บอนซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ .
1. คุณสมบัติของวัสดุและหลักการ
วัสดุซิลิกอนที่มีความจุสูง
ความสามารถเฉพาะทางทฤษฎีของซิลิกอนสูงถึง 4200 mAh/g ซึ่งมากกว่า 10 เท่าของขั้วไฟฟ้าลบกราไฟท์แบบดั้งเดิม (372 mAh/g) เพิ่มความหนาแน่นพลังงานอย่างมีนัยสำคัญของแบตเตอรี่ . ในระหว่างการชาร์จและการชาร์จ ชีวิต .
วัสดุคาร์บอนที่มีเสถียรภาพ
วัสดุคาร์บอน (เช่นกราไฟท์, กราฟีน, ท่อนาโนคาร์บอน) มีการนำไฟฟ้าสูงความเสถียรของโครงสร้างและความยืดหยุ่นที่ดีโดยมีอัตราการขยายตัวของปริมาตรน้อยกว่า 10%. เครือข่ายนำไฟฟ้าของพวกเขาสามารถลดความผิดปกติของซิลิกอนและในเวลาเดียวกัน
การออกแบบโครงสร้างคอมโพสิต
โดยอนุภาคซิลิคอน nanocrystallizing (เช่น 10-50 nm) และกระจายอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์คาร์บอนโครงสร้างแกนหลักหรือกรอบคาร์บอนที่มีรูพรุนนั้นเกิดขึ้น . สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ยังคงความจุสูง
โครงสร้างไข่แดง: แกนซิลิกอนถูกล้อมรอบด้วยเปลือกคาร์บอนกลวงออกจากห้องพักสำหรับการขยายตัวลดอัตราการขยายปริมาณจาก 300% เป็น 120% .
วิธีการสะสมเฟสแก๊ส (CVD): สะสมซิลิคอนอสัณฐานบนพื้นผิวกราไฟท์จากนั้นเคลือบด้วยชั้นคาร์บอนเพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตที่สม่ำเสมอและหนาแน่นช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานรอบ .