Per imparare gli uni dagli altri, quali processi possono essere utilizzati per modificare e ottimizzare il silicio? Il trattamento composito di silicio e altre sostanze può giocare un effetto migliore, tra cui il materiale composito di silicio-carbonio è una sorta di materiale che è stato studiato di più.
Il materiale di carbonio è attualmente il materiale elettrodo negativo più utilizzato, il materiale di carbonio può essere diviso in carbonio morbido (carbonio grafitizzato), grafite, carbonio duro (carbonio amorfo) Tre tipi, la sua carica e l'equazione chimica di scarico possono essere espressi come:
Il materiale anodo di carbonio ha una buona stabilità ciclica e un'eccellente conducibilità elettrica e gli ioni di litio non hanno alcun effetto evidente sulla spaziatura dello strato e può tamponare e adattarsi all'espansione del volume del silicio in una certa misura, quindi viene spesso usato per aggravarsi al silicio.
Generalmente, secondo i tipi di materiali in carbonio, i compositi possono essere divisi in due categorie: materiali compositi tradizionali di carbonio al silicio e nuovi materiali compositi in carbonio al silicio. Tra questi, i materiali compositi tradizionali si riferiscono a silicio e grafite, MCMB, nero di carbonio e altri compositi e nuovi materiali compositi di silicio-carbonio si riferiscono a nanotubi di silicio e carbonio, grafene e altri nuovi nanomateriali di carbonio compositi.
Secondo la modalità di distribuzione del silicio, i materiali anodi in carbonio di silicio sono principalmente divisi in tipo rivestito, tipo incorporato e tipo di contatto molecolare e, secondo la morfologia, sono divisi in tipo di particella e tipo di film e in base al numero di carbonio al silicio in silicio Tipi, composito binario binario in carbonio silicio e carbonio in silicio composito multiplo. La figura seguente mostra la diversa distribuzione dei materiali anodi in carbonio al silicio:
I processi di preparazione dei compositi di carbonio silicio includono fresature a sfere, cracking ad alta temperatura, deposizione di vapore chimico, deposizione di sputtering, evaporazione e così via. La capacità reversibile dell'anodo in carbonio di silicio preparato con il metodo della fresatura a sfera può raggiungere 500 ~ 1000 mAh/g e la fresatura a sfera può promuovere la miscelazione uniforme tra le particelle di materia prima e ottenere una dimensione di particelle più piccola e lo spazio tra le particelle è Conduci anche al miglioramento delle prestazioni del ciclo della batteria.
Il metodo di cracking ad alta temperatura è un metodo per ottenere materiali compositi SI/C creando particelle di silicio nano e precursori organici o pirolisi diretta dei precursori del silicone. La capacità di grammo di materiali compositi in carbonio silicio ottenuto con questo metodo è inferiore a quella dei materiali compositi SI/C ottenuti con metodo di fresatura a sfere ad alta energia, ma superiore a quella della grafite, circa 300 ~ 700 mAh/g. Questo perché il materiale dell'elettrodo preparato con il metodo di pirolisi contiene un gran numero di sostanze non elettrochimicamente attive, che riducono la capacità del materiale dell'elettrodo.
Le particelle di nano-silicio sono state studiate in precedenza come materiali elettrodi negativi, ma il loro grande effetto di volume di espansione limita la loro applicazione. Il materiale composito preparato dal silicio in carbonio composito riserve lo spazio di espansione per l'espansione del volume del silicio e compensa le carenze della scarsa conducibilità del silicio e del film SEI instabile in una certa misura, ed è stato ampiamente preoccupato e applicato dai produttori di cellule . Il famoso produttore automobilistico Tesla è stato lanciato nel 2016, il materiale anodo della cella della batteria Modle3 è il materiale per anodo in carbonio siliconico, la sua velocità da 0 a 60 miglia all'ora (circa 96,6 chilometri) accelerazione solo 6 secondi, una gamma di 215 miglia (circa 346 chilometri) , interessato può prestare attenzione.