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合金类材料储锂能力衰减的更深层原因

时间:2023-04-25 06:17编辑:admin来源:BOB体育官方网站当前位置:主页 > BOB体育官方网站花卉大全 > 宿根植物 >
本文摘要:之前对于合金化储锂材料(硅基、锡基)容量减少、循环性变差的说明一般都是:材料金字锂后体积收缩极大,如此来回,活性涂层从集流体表面开裂。也正是如此,电极表面SEI膜大大展开修缮,消耗电解质。 另外,还有一部分锂合金化后早已无法瞬,被宿主长年俘虏。这些解释,有些锂显然被几乎“杀害”了,但更加深层次的原因或者机理是什么?为此,瑞典乌普萨拉大学DavidRehnlund等人展开了了解探究,该工作公开发表在国际顶尖环境能源类杂志EnergyEnviron.Sci.上。

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之前对于合金化储锂材料(硅基、锡基)容量减少、循环性变差的说明一般都是:材料金字锂后体积收缩极大,如此来回,活性涂层从集流体表面开裂。也正是如此,电极表面SEI膜大大展开修缮,消耗电解质。

另外,还有一部分锂合金化后早已无法瞬,被宿主长年俘虏。这些解释,有些锂显然被几乎“杀害”了,但更加深层次的原因或者机理是什么?为此,瑞典乌普萨拉大学DavidRehnlund等人展开了了解探究,该工作公开发表在国际顶尖环境能源类杂志EnergyEnviron.Sci.上。

从活性物质本身抵达:研究者们基于对纳米锡棒和硅电性能的分析,明确提出了双向蔓延俘虏模型。  图1.锂被活性物质俘虏的机理图在第1次合金化过程中,Li+首先转入从活性物质颗粒表面,产生浓度劣。然后以更进一步向颗粒内部蔓延,构成Li+浓度梯度产于。

但是,颗粒内部仍有Li+无法抵达的区域;在第1次去合金化过程中,Li向颗粒表面和内部双向蔓延,因此往颗粒内部蔓延的Li就回到了颗粒内部;在第2次合金化过程中,之前被俘虏的Li和颗粒表面的Li同时向颗粒中间部分迁入。这也就造成了颗粒内部不存在两种Li浓度梯度产于,妨碍了从表面蔓延进去的Li+被还原成后更进一步向颗粒内部迁入。也就是说需要映射到材料内部的Li+比第1次变低了;在第2次去合金化过程中,Li某种程度是向颗粒表面和内部双向蔓延,也就是说原本被俘虏的一些Li在浓度梯度的影响下很久不有可能瓦解出有活性物质。如此来回,恶性循环,造成每次的金字锂量渐渐减少。

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造成颗粒从核心向表层渐渐被锂化,构成了“杀锂”(如图2右图)。图2.“杀锂”的构成过程示意图不仅活性物质本身不存在俘虏锂的能力,集流体也不存在某种程度的情况。为了研究这一情况,作者将镍、铜、钛、硼掺入金刚石四种物质分别与金属锂必要认识,在50℃条件下密封留存1周后找到,镍、铜和钛重量变化都十分大(通过实验前后,样品的质量变化展开辨别),解释金属锂可以必要向这三种物质中展开蔓延。

只有硼掺入金刚石的重量并未发生变化,通过HAXPES和TOF-SIMS检测也并未找到Li的信号,因此硼掺入金刚石尤为合适作为负极集流体。图3.(a)镍、铜、钛、硼掺入金刚石四种物质和金属锂起到后的质量变化柱形图,(b)硼掺入金刚石中锂的时间-质量变化曲线。


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