Achoimre ar an dul chun cinn taighde is déanaí in ábhair anóide ceallraí litiam bunaithe ar ghraifít!

Meastar gur ábhar anóid idéalach iad ábhair ghraifít do chadhnraí litiam mar gheall ar a gcobhsaíocht ard, a seoltacht mhaith agus a bhfoinsí leathana. Mar sin féin, ní féidir le sainfheidhmiúlacht agus feidhmíocht ráta anóid ghraifít nádúrtha freastal ar riachtanais ábhair anóide ardfheidhmíochta. D’fhonn an fhadhb seo a réiteach, rinne taighdeoirí sraith staidéar modhnuithe uirthi.

Déanann an t-alt seo cur síos ar dhul chun cinn taighde ábhair anóide graifíte do chadhnraí litiam-ian ó mhodhanna modhnuithe anóidí graifíte, agus leagann sé béim ar na buntáistí agus na míbhuntáistí a bhaineann le modhanna modhnuithe éagsúla. Creidtear gur bealach éifeachtach é modhnú sineirgisteach trí mhodhanna iolracha chun ábhair anóide graifíte a fheabhsú go cuimsitheach. .

I. Réamhrá

I measc na n-ábhar anóid charbóin a ndearnadh staidéar orthu go dtí seo tá carbón grafite (graifít flake nádúrtha, micreafosfáití carbóin mesophase grafáilte, srl.) Agus carbón neamh-ghraifítithe (carbón bog, carbón crua, srl.). Ina measc, tá buntáistí ag baint le graifít ardáin voltais luchtaithe agus scaoilte, ardchobhsaíocht rothaíochta agus costas íseal, agus meastar gur ábhar leictreoid dhiúltach idéalach é in iarratais reatha ceallraí litiam-ian. Faoi láthair, tá roinnt dul chun cinn déanta ar an taighde modhnuithe ar ghraifít nádúrtha agus rinneadh tráchtálú air.

Is iondúil go n-úsáideann leictreoidí diúltacha graifíte graifít calóg nádúrtha, ach tá roinnt easnaimh ann:

1 Tá achar dromchla sonrach mór ag an bpúdar graifíte flake, a bhfuil tionchar níos mó aige ar an gcéad mhuirear agus ar éifeachtúlacht scaoilte an leictreoid dhiúltaigh;

2 Cinneann struchtúr ciseal graifít nach féidir Li + a leabú ach ó dhromchla deiridh an ábhair agus idirleathadh de réir a chéile sna cáithníní. Mar gheall ar anisotrópacht an ghraifít flake, tá cosán idirleathadh Li + fada agus míchothrom, agus cumas íseal sonrach mar thoradh air;

3. Méadaíonn an spásáil idirlíneach beag de ghraifít friotaíocht idirleathadh Li +, agus tá an fheidhmíocht ráta bocht. Is furasta Li + a thaisceadh ar dhromchla an ghraifít chun dendrítí litiam a fhoirmiú le linn luchtaithe tapa, rud a chruthaíonn guaiseacha sábháilteachta tromchúiseacha.

D’fhonn na heasnaimh bhunúsacha thuas de ghraifít flake a réiteach, is gá an graifít a mhodhnú agus feidhmíocht an ábhair leictreoid dhiúltaigh a bharrfheabhsú. I measc na modhanna modhnuithe reatha go príomha tá spheroidization, cóireáil dromchla agus modhnú dópála.

2. Sféarúiliú

Agus í ag díriú ar fhadhb an chumais íseal shonraigh atá ag an leictreoid dhiúltach de cheallraí ian litiam de bharr anisotrópacht an ghraifít flake, ba cheart moirfeolaíocht an ghraifít flake a mhodhnú chun í a dhéanamh chomh iseatrópach agus is féidir.

Tá táirgeadh graifít sféarúil tionsclaithe. I dtáirgeadh tionsclaíoch, úsáidtear meaisíní múnlaithe tionchair gaoithe go príomha chun graifít flake a spheroidize. Ina measc, is trealamh a úsáidtear go coitianta é an pulverizer vortex sreabhadh aer. Tá níos lú eisíontais ag an modh seo le linn an phróisis spheroidization, ach tá a threalamh mór i méid, agus tá an méid graifít mór, agus tá an toradh íseal, atá an-teoranta in ullmhú saotharlainne.

Le blianta beaga anuas, tá muileann beag tionchair rothlacha in úsáid ag roinnt scoláirí chun saotharlann a ullmhú. Trí anailís a dhéanamh ar na hathruithe ar an porosity le linn an phróisis spheroidization, fuair siad amach gur mhéadaigh an méadú ar fhuinneamh le linn an phróisis spheroidization porosity oscailte na gcáithníní graifíte agus laghdaigh siad a n-uafás dúnta. , A rachaidh i bhfeidhm ar a fheidhmíocht leictriceimiceach. Chomh maith leis an meilt tirim thuasluaite, úsáideann roinnt scoláirí modh meilt fliuch corraithe, ag úsáid uisce mar mheán, ag cur ceallalóis carboxymethyl mar scaiptheoir chun cáithníní graifíte a chosc ó cheirtleán san uisce, is féidir leis an modh meilt seo cáithníní Graifít a dhéanamh go héifeachtach dí-dronuilleach; tar éis an táirge a aicmiú de réir cioclón agus dríodrú, faightear cáithníní a bhfuil dáileadh cúng orthu. Taispeánann taighde, tar éis spheroidization agus aicmiú, go méadaítear a chumas inchúlaithe go suntasach thart ar 20mAh / g.

Chomh maith leis na cáithníní graifíte a mhúnlú iad féin, is féidir an púdar graifíte ultrafine a cheangal i gcruth sféarúil trí cheanglóir. Tá iseatrópacht den scoth ag na réimsí graifíte a ullmhaítear leis an modh seo. Le blianta beaga anuas, d’úsáid roinnt scoláirí glúcós mar réamhtheachtaí agus ceanglóra carbóin éagruthach, agus spraeáladh-triomaithe iad chun cáithníní nana-sileacain agus cáithníní graifíte a chloí le chéile go héifeachtach, agus cáithníní graifíte ultrafine ceirtleáin a shníomh isteach i réimsí rialta, ionas gur féidir leis an gcumas sonrach 600mAh a bhaint amach. / Os cionn g, déantar an caillteanas acmhainne atá ag sileacain le linn luchtaithe agus scaoilte a shárú go pointe áirithe, agus is é ≥90% an ráta coinneála cumais tar éis 100 timthriall.

Wu et al. d'úsáid slaodacht alcóil polaivinile chun an púdar graifít ultrafine a cheangal agus a thriomú i gcáithníní sféarúla rialta iseatrópacha trí spraeáil a thriomú. Mar gheall ar na pores beaga bídeacha idir an graifít mhín, méadaíodh cobhsaíocht an timthrialla. Tar éis 105 timthriall D'fhan an toilleadh sonrach ag 367mAh / g, ach mar gheall ar mhicreaphóir a bheith ann, bhí an éifeachtúlacht tosaigh níos ísle ag 77%; tar éis sciath citrate carbóin a chur leis, mhéadaigh an éifeachtúlacht tosaigh go 80%. Níl aon ardriachtanais ag an modh seo maidir le moirfeolaíocht an amhábhair ghraifít, agus tá iseatrópacht na gcáithníní foirmithe go maith. Tá feidhmíocht rothaíochta níos cobhsaí aige ná púdar graifíte agus cumas sonrach níos gaire do 372mAh / g.

Trí spheroidizing an graifít flake, is féidir an acmhainn shonrach (≥350mAh / g), an chéad éifeachtúlacht timthriall (≥85%) agus feidhmíocht rothaíochta an ábhair leictreoid dhiúltaigh a fheabhsú go suntasach (is é an ráta coinneála acmhainne tar éis 500 timthriall ≥80%) . Mar ábhar leictreoid dhiúltach do chadhnraí ian litiam, is é méid na gcáithníní d50 is oiriúnaí idir 16 agus 18 μm. Má tá méid na gcáithníní ró-bheag, tá an t-achar dromchla sonrach níos mó, rud a fhágann go n-itheann an leictreoid dhiúltach cuid mhór de Li + le linn na chéad timthrialla, agus ar an gcaoi sin scannán soladach idirleictreach tréleictreach (scannán SEI) a dhéanamh, éifeachtúlacht an chéad mhuirir agus urscaoilte íseal; má tá méid na gcáithníní ró-mhór, tá an t-achar dromchla sonrach réasúnta mór. Beag, tá an limistéar teagmhála leis an leictrilít beag, a théann i bhfeidhm ar chumas sonrach an leictreoid dhiúltaigh.

Trí, cóireáil dromchla

1 Athraigh an struchtúr pore

Is fachtóir tábhachtach é struchtúr pore dromchla an ghraifít a chinneann cumas cadhnraí litiam a chur isteach. Féadann micreaphóir a bheith ar dhromchla an ábhair ghraifít cainéal idirleathadh Li + a mhéadú agus friotaíocht idirleathadh Li + a laghdú, agus ar an gcaoi sin feidhmíocht ráta an ábhair a fheabhsú.

Cheng et al. graifít a chur i dtuaslagán uiscí láidir alcaile (KOH) le haghaidh eitseála, agus ansin é a neamhniú ag 800 ° C in atmaisféar nítrigine chun nana-phóir a tháirgeadh ar an dromchla. Is féidir na nana-phóir seo a úsáid mar bhealach isteach Li +, ionas nach féidir le Li + dul isteach ó dhromchla deiridh an ghraifít, ach gur féidir iad a leabú ón dromchla bun freisin, agus an cosán imirce a ghiorrú. . Tar éis tástáil, muirearú agus urscaoileadh ag ráta 3C, tá ráta coinneála acmhainne de 93% ag an anóid graifíte KOH-eitseáilte, atá níos airde ná ráta an ghraifít bhunaidh (85%); ag ráta 6C, is féidir ráta coinneála acmhainne de 74% a bhaint amach.

Shim et al. rinne sé comparáid idir rátaí coinneála acmhainne graifít amh, graifít eitseáilte-eitilte KOH, agus graifít eitseáilte KOH ag 80 ° C, agus cruthaíodh gurb é ráta coinneála toilleadh an ghraifít eitseáilte ag 80 ° C an ráta is fearr, agus gurb é an graifít eitseála-annealaithe is fearr. an dara. Is é an chúis atá leis seo ná go scriosann anneálú ardteochta an struchtúr criostail. Trí anailís impedance, tar éis 50 timthriall, níl friotaíocht idirleathadh Li + sa ghraifít eitseáilte ach 60% de fhriotaíocht an ghraifít bhunaidh, a mhíníonn tuilleadh a bharrfheabhsú ar a fheidhmíocht rátaí.

Úsáideann roinnt scoláirí sil-leagan gaile freisin chun nanaibubáin charbóin ard-seoltachta a fhás ar dhromchla an ghraifít in situ, ionas gurb é> príomhéifeacht luchtaithe agus urscaoilte an ghraifít; 95%, agus is é> an ráta coinneála acmhainne tar éis 528 timthriall; 92%.

Is féidir a fheiceáil gur féidir le barrfheabhsú struchtúr pore an dromchla graifíte cainéal idirleathadh Li + a mhéadú agus friotaíocht idirleathadh Li + a laghdú, ar bealach éifeachtach é chun feidhmíocht an ráta a fheabhsú. agus cobhsaíocht rothaíochta graifít.

2 Ocsaídiú dromchla

Féadann ocsaídiú deireadh a chur leis na hadaimh charbóin neamhoirdithe ar dhromchla graifít nádúrtha, ionas gur féidir leis an imoibriú laghdaithe ocsaídiúcháin ar dhromchla an ghraifít dul ar aghaidh go haonfhoirmeach. Ag an am céanna, cruthaítear grúpaí feidhmiúla mar -COO- agus -OH ar dhromchla graifít nádúrtha ocsaídithe. Ceanglaíonn na grúpaí feidhmiúla seo le dromchla graifít nádúrtha i bhfoirm bannaí comhfhiúsacha, agus cruthaíonn siad scannán SEI atá cobhsaí go ceimiceach ar dhromchla graifít nádúrtha le linn timthriallta luchtaithe agus scaoilte, agus ar an gcaoi sin feabhas a chur ar an gcéad éifeachtúlacht um urscaoileadh luchtaithe de ghraifít nádúrtha agus den timthriall feabhsaítear saol an ghraifít. De ghnáth roghnaíonn an t-oxidant O2, HNO3 agus H2O2.

De ghnáth teastaíonn cóireáil ardteochta chun ocsaídiú a úsáideann ocsaíditheoir céim gháis chun lochtanna dromchla cáithníní graifíte a dheisiú. Shim et al. úsáidtear aer mar an ocsaíditheoir chun graifít nádúrtha a ocsaídiú ag 550 ° C. Fuair ​​an staidéar amach go bhfuil baint líneach ag an meáchain caillteanas le linn an phróisis ocsaídiúcháin leis an laghdú ar achar dromchla ar leith; tar éis ocsaídiúcháin, is é 40 ～ 400A trastomhas dromchla an ghraifít nádúrtha. Laghdaítear an t-achar dromchla go suntasach, agus feabhsaítear a fheidhmíocht rothaíochta agus a chéad éifeachtúlacht urscaoilte muirir, ach tá a chumas inchúlaithe agus a fheidhmíocht rátaí gan athrú.

Ina theannta sin, cuirtear roinnt gás ocsaídiúcháin réasúnta lag mar H2O agus CO2 leis an ngás támh chun graifít a ocsaídiú ag teochtaí arda. Fuair ​​turgnaimh amach gur féidir le tabhairt isteach Ni, Co, Fe agus catalaígh eile sa phróiseas ocsaídiúcháin an éifeacht cóireála ocsaídiúcháin a fheabhsú, agus is féidir le Li cóimhiotail a fhoirmiú le miotail a úsáidtear mar chatalaíoch ocsaídiúcháin, agus is féidir leis na cóimhiotail seo cuidiú leis an gcumas inchúlaithe a mhéadú.

Féadann imoibrithe leachtacha ocsaídiúcháin láidre (mar H2O2, HNO3, srl.) Graifít a ocsaídiú ag teocht níos ísle. De ghnáth, bíonn dromchla na gcáithníní graifíte micrea-ocsaídithe nó micrea-swelled. Wu et al. d'úsáid siad ocsaídiúcháin éagsúla (persulfate amóiniam, H2O2, sulfáit cerium, srl.) chun ábhair an anóid ghraifít a ocsaídiú, agus bhreathnaigh nana-phiocháin ar dhromchla cáithníní graifíte trí mhicreascópacht leictreon tarchuir ardtaifigh (HRTEM), atá micrea-ocsaíd graifít Soláthraíonn an méadú cumais inchúlaithe bunús.

Mao et al. d’ullmhaigh graifít micrea-ocsaídithe le K2FeO4 mar an oxidant, a chuir deireadh leis an gcuid neamhoirdithe de dhromchla an ghraifít, agus a thug isteach nana-phóir agus roinnt eilimintí Fe chun acmhainn inchúlaithe graifít a mhéadú ó 244mAh / g go 363mAh / g.

Ina theannta sin, úsáideann daoine áirithe oxidizers agus intercalants chun micrea-leathnú a dhéanamh ar an graifít, a leathnaíonn na bealaí litiam-intercalation agus a fheabhsaíonn an acmhainn litiam-intercalation agus feidhmíocht ráta. Zou et al. d'úsáid ocsaídiúcháin H2O2 agus aigéad sulfarach tiubhaithe mar ghníomhaire idirghaolmhar chun graifít micrea-leathnaithe a ullmhú; ansin úsáideadh roisín feanólach mar réamhtheachtaí le haghaidh sciath carbóin, ionas gur shroich acmhainn shonrach an ábhair leictreoid dhiúltaigh 378mAh / g, agus tar éis 100 timthriall luchtaithe agus scaoilte, is é 100% an ráta coinneála acmhainne.

Is féidir a fheiceáil tar éis cóireála modhnuithe ilchodaigh atá brataithe le micrea-leathnú agus brataithe le carbón, go bhfeabhsaítear feidhmíocht rothaíochta an ábhair chumaisc go mór i gcomparáid le graifít flake nádúrtha agus graifít flake nádúrtha brataithe. Is í an chóireáil ocsaídiúcháin ar ghraifít den chuid is mó ná adamh carbóin neamhoirdithe a bhaint ar dhromchla graifít nó nana-phóir a mhéadú, cosán chur isteach agus scaoileadh Li + a leathnú, rud a fhéadann feidhmíocht rátaí agus cobhsaíocht rothaíochta an ábhair leictreoid dhiúltaigh a fheabhsú go héifeachtach. , agus níl éifeacht mhór leis an gcumas codarsnachta a fheabhsú. Tá an fheidhm seo mar an gcéanna Tá athrú ar struchtúr pore dhromchla an ghraifít mar an gcéanna.

3 Fluairíniú dromchla

Ullmhaítear graifít fluairínithe trí dhromchla graifít nádúrtha a fhluairíniú. Trí chóireáil fluairínithe, cruthaítear struchtúr CF ar dhromchla graifít nádúrtha, a fhéadann cobhsaíocht struchtúrach an ghraifít a neartú agus calóga graifíte a chosc ó thit amach le linn an timthrialla. Ag an am céanna, is féidir le fluairíniú dromchla graifít nádúrtha an fhriotaíocht sa phróiseas idirleathadh Li + a laghdú, an acmhainn shonrach a mhéadú, agus a fheidhmíocht luchtaithe agus urscaoilte a fheabhsú.

Wu et al. gás argóin a úsáidtear ina bhfuil 5% fluairín chun graifít nádúrtha a fhluairíniú ag 550 ° C. Tar éis 5 thimthriall, mhéadaigh an éifeachtúlacht coulombic ó 66% go 93%, agus bhí an acmhainn shonrach os cionn acmhainn shonrach theoiriciúil an ghraifít. Matsumoto et al. d'úsáid ClF3 chun graifít nádúrtha a phróiseáil le méideanna éagsúla cáithníní. Tar éis na cóireála, fuarthas amach go raibh eilimintí F agus Cl ar dhromchla an ghraifít, agus go raibh achar dromchla níos lú ag méid na gcáithníní níos lú de ghraifít nádúrtha. Trí thástálacha muirir agus urscaoilte, méadaíodh an chéad éifeachtúlacht muirir agus urscaoilte de na samplaí go léir 5% go 26%.

Ceann et al. shintéisiú sraith d’ábhair ilchodacha fluairíde polaireitéine / graifíte trí mhonaiméirí thiophene a pholaiméiriú ar dhromchla graifít fluairínithe mar amhábhair, agus fuarthas amach gur féidir an sciath Pth ina bhfuil 22.94% a urscaoileadh ag ráta ard 4C, agus gur féidir an dlús fuinnimh a bhaint amach. 1707Wh / Kg, atá níos airde ná ábhair ghraifítí nádúrtha.

Trí chóireáil fluairínithe ar ghraifít, cuirtear feabhas éifeachtach ar fheidhmíocht rátaí agus ar fheidhmíocht rothaíochta, ach ní fheabhsaítear an acmhainn shonrach go mór; tar éis an graifít fluairínithe a mhodhnú arís, is féidir an acmhainn shonrach a fheabhsú go héifeachtach.

4 Modhnú sciath

Tá an modhnú sciath bunaithe ar ábhar carbóin atá cosúil le graifít mar an" croí-GG quot;, agus sraith d’ábhar carbóin éagruthach nó luachan GG; bhlaosc" de mhiotal agus tá a ocsaíd brataithe ar a ndromchla chun cáithníní a fhoirmiú le luachan GG; croí-bhlaosc" struchtúr. I measc réamhtheachtaithe na n-ábhar carbóin éagruthach a úsáidtear go coitianta tá ábhair charbóin pireatacha ag teocht íseal mar roisín feanólach, tuinairde agus aigéad citreach. De ghnáth is eilimintí miotail iad na hábhair mhiotail a bhfuil seoltacht mhaith acu mar Ag agus Cu.

Tá spásáil ciseal na n-ábhar carbóin éagruthach níos mó ná feidhmíocht an ghraifít, ar féidir leis feidhmíocht idirleathadh Li + a fheabhsú, atá comhionann le ciseal maolánach Li + a fhoirmiú ar dhromchla seachtrach an ghraifít, agus ar an gcaoi sin feidhmíocht muirir agus urscaoilte ábhair ghraifít a fheabhsú; is féidir eilimintí miotail a fheabhsú Feabhsaíonn seoltacht an ábhair leictreoid dhiúltaigh a fheidhmíocht luchtaithe agus scaoilte ag teochtaí ísle. Tá an modh chun tuinairde a úsáid mar réamhtheachtaí carbóin éagruthach réasúnta aibí agus luadh é sa tráchtas go minic.

Le blianta beaga anuas, Han et al. rinne sé staidéar ar éifeachtaí comhpháirteanna éagsúla de pháirc tarra guail (CTP) (tuaslagtha i heacsán, tolúéin, agus tetrahydrofuran) agus pointí softening éagsúla (20 ℃, 76 ℃, 145 ℃ agus 196 ℃) ar anóidí graifíte. Tionchar airíonna ceimiceacha. Tá sé léirithe ag staidéir gur féidir le muirearú agus urscaoileadh ag 5 ° C agus sciath le dothuaslagtha heicse agus intuaslagtha tolúéin i CTP acmhainn shonrach 263mAh / g ag 5C; agus dá airde an pointe softening CTP, is airde cumas sonrach an ábhair. Is féidir le hacmhainn shonrach an ábhair CTP le pointe softening 196 ℃ 278mAh / g a bhaint amach, agus laghdaíonn an fhriotaíocht aistrithe muirir freisin le méadú an phointe softening.

Wu et al. an roisín feanólach agus an graifít sféarúil a mheascadh i meatánól, galú an tuaslagóir go triomacht agus ansin annealaithe ag teocht ard in atmaisféar támh; trí mheilt agus criathar, bhí dromchla na gcáithníní graifíte a fuarthas níos rianúla, rud a mhéadaigh a chobhsaíocht timthriall, agus tar éis 5 thimthriall Tá a gcumas sonrach 172mAh / g níos airde ná dromchla an ábhair ghraifít. Chomh maith le roisín tuinairde agus feanólacha, tá taighde déanta ag roinnt scoláirí ar aigéad citreach mar réamhtheachtaí carbóin éagruthach le blianta beaga anuas.

Déantar ilchodach graifít, miotail agus ocsaíd miotail a bhaint amach go príomha trí thaisceadh ar dhromchla an ghraifít. Ní amháin gur féidir leis an sciath miotail seoltacht leictreonach graifít a fheabhsú, ach is féidir Sn agus a ocsaídí agus a gcóimhiotail a úsáid mar ábhar maitrís le haghaidh stórála litiam, a bhfuil éifeacht sineirgisteach aige le graifít chun feidhmíocht leictriceimiceach an leictreoid dhiúltaigh a bharrfheabhsú. Ag baint úsáide as NaH chun SnCl2 nó SnCl4 a laghdú i n-bútánól chun sraith de nana-Sn a thaisceadh ar dhromchla an ghraifít, is féidir acmhainn shonrach chobhsaí 400-500mAh / g a fháil. De ghnáth úsáidtear leictreaphlátáil le sil-leagan miotail mar Ag agus Cu, agus tá an ciseal miotail mar thoradh air sin réidh agus aonfhoirmeach. Ina theannta sin, is modh simplí agus éifeachtach é an t-imoibriú scátháin airgid chun sciath airgid a fhoirmiú.

Is modh éifeachtach é sciath carbóin chun feidhmíocht leictriceimiceach anóidí graifíte a bharrfheabhsú, ach tá a éifeacht optamaithe teoranta. Níl ach feidhm pháirt-optamaithe aige i dtéarmaí cobhsaíochta rothaíochta agus éifeachtúlacht an chéad mhuirir agus urscaoilte; ní fheabhsaíonn sciath miotail ach seoltacht agus cobhsaíocht rothaíochta an ábhair anóid. Tá éifeacht fheabhsaithe aige ar fheidhmíocht luchtaithe agus scaoilte ag teocht íseal. Dá bhrí sin, ní féidir leis an dá mhodh sciath carbóin agus sciath miotail an míbhuntáiste bunúsach a bhaineann le hacmhainn shonrach íseal graifít a réiteach.

Ceithre, modhnú dópála

Tá an modh modhnú dópála níos solúbtha, agus tá na heilimintí dópála éagsúil. Faoi láthair, tá taighdeoirí níos gníomhaí ar an modh seo. Má dhéantar eilimintí neamhcharbóin a ghreamú i ngraifít, féadfar staid leictreonach an ghraifít a athrú, agus é a dhéanamh níos éasca leictreoin a fháil, agus ar an gcaoi sin an méid Li + atá leabaithe a mhéadú tuilleadh.

Trí pyrolyzing H3PO4 agus H3BO3, Park et al. d’éirigh le P agus B a dhopáil go rathúil ar dhromchla an ghraifít agus chruthaigh siad bannaí ceimiceacha leo, rud a chuir feabhas éifeachtach ar chobhsaíocht timthriall agus ar fheidhmíocht ráta graifít. Toisc go bhfuil sé de chumas ag Si agus Sn litiam a stóráil, tá níos mó taighde déanta ar chomhdhúil an dá ghné seo le graifít. Park et al. chuir cáithníní ocsaíd stáin ina bhfuil antamón leis an ábhar anóid graifíte. Tá na cáithníní ocsaíd stáin ina bhfuil antamón agus cáithníní graifíte ceangailte le chéile ag aigéad citreach chun acmhainn shonrach an ábhair anóid a mhéadú go 530mAh / g, agus is féidir an acmhainn shonrach a choinneáil tar éis 50 timthriall. 100%.

Chen et al. cáithníní nana-sileacain chomhcheangailte, graifít tuinairde agus calóige trí thriomú spraeála chun toilleadh sonrach 1141 mAh / g a fháil. Ag an am céanna, tá graifítí measctha, réamhtheachtaithe ábhar carbóin éagruthach agus nano-Si i dtuaslagóir orgánach trí mhuilleoireacht ultrasonaic, corraigh nó liathróid, agus ansin triomaíodh agus annealaithe na hábhair chumaisc, rud a mhéadaigh cumas sonrach an leictreoid dhiúltaigh go héifeachtach. ábhar. Deimhníonn sé éifeacht sineirgisteach Si agus graifít.

Tá éifeachtaí optamaithe difriúla ag a ndícheall eilimintí difriúla in ábhair ghraifítí ar a fheidhmíocht leictriceimiceach. Ina measc, tá éifeacht shuntasach ag suimiú eilimintí (Si, Sn) a bhfuil sé de chumas acu litiam a stóráil freisin ar mhéadú chumais shonraigh ábhair anóid ghraifít, ach mar gheall ar theorannú acmhainneacht shonrach an ghraifít féin, tá an ní bhaintear amach éifeacht idéalach fós.

Cúig, ráitis deiridh

Is féidir le sféaróidiú, athrú ar struchtúr pore, modhnú ocsaídiúcháin, modhnú fluairínithe agus modhnú sciath feabhas a chur ar éifeachtúlacht luchtaithe agus urscaoilte ábhair anóid bunaithe ar ghraifít, ráta idirleata Li + a mhéadú san ábhar anóid, agus an fheidhmíocht ráta a bharrfheabhsú. den ábhar anóide. Tá an éifeacht suntasach ó thaobh chobhsaíocht rothaíochta de, ach níl aon éifeacht optamaithe follasach ann maidir leis an gcumas sonrach a fheabhsú. Féadann modhnú dopála ábhair a chomhcheangal go hiomlán le cumais éagsúla stórála litiam, a mbuntáistí faoi seach a fheidhmiú, agus cumas sonrach an ábhair leictreoid dhiúltaigh a mhéadú go suntasach, ach laghdófar a fheidhmíocht ráta agus a chobhsaíocht rothaíochta go pointe áirithe. Dá bhrí sin, díreofar taighde sa todhchaí ar mhodhanna éagsúla a úsáid chun an teaglaim éifeachtach d’eilimintí graifíte agus Si nó Sn a mhodhnú go sineirgíoch agus locht na droch-chobhsaíochta rothaíochta in ábhair chumaisc a réiteach.