الإنجليزيةوقد استحوذت مواد أنود السيليكون -الكربون على اهتمام كبير في تطوير بطاريات أيون الليثيوم. حيث يتصاعد الطلب على البطاريات عالية الكثافة للطاقة مع صعود المركبات الكهربائية والإلكترونيات المحمولة، وهذه المواد محورية بسبب سعتها العالية وفعاليتها من حيث التكلفة. وتعمق هذه المقالة في طرق الإنتاج السائدة لمواد أنود السيليكون -الكربون، ومزاياها وعيوبها، والدور الحاسم لحبات سيراميك الزركونيا في عملية التصنيع، وخاصة في النانو وتعديل السطح.
وينطوي التفشي القلبي الوعائي على تفاعلات كيميائية في الطور الغازي لإنتاج غشاء رقيق على سطح الركيزة. في إنتاج مواد أنود السيليكون -الكربون، يحلل CVD غازات مصدر السيليكون مثل السيلان في درجات حرارة عالية، ويرسب مركب السيليكون -الكربون على المواد القائمة على الكربون.
المزايا:
نقاوة عالية:وتكفل المراقبة الدقيقة لظروف التفاعل وجود مواد عالية النقاء.
التماثل الجيد:يؤدي التحكم الدقيق في المعلمات إلى مركبات موحدة.
العيوب:
التكلفة العالية:المعدات الباهظة وظروف التفاعل تزيد من تكاليف الإنتاج.
المعدات المركبة:تتطلب أجهزة متطورة لتفاعل الطور الغازي ومشغلين مهرة.
تستخدم هذه الطريقة الطحن الكري عالي الطاقة لمزج السيليكون والمواد الكربونية، وتشكيل سبيكة تحت القوة الميكانيكية. إيتد#39;s شائع الاستخدام لخلق بنية نانوية مركبات السيليكون -الكربون.
المزايا:
التكلفة الأقل:بأسعار معقولة أكثر من الأمراض القلبية الوعائية.
عملية بسيطة:لا حاجة لمعدات رد الفعل المعقدة
العيوب:
حجم الجسيم غير المتساوي:قد يكون للمركبات الناتجة أحجام جسيمات غير متناسقة.
نقاء أقل:احتمال إدخال شوائب أثناء العملية.
دور خرزات زركونيا الخزفية:أثناء صناعة السبائك الميكانيكية، يعزز الخرز الخزفي من الزركونيا كفاءة الطحن وتماثل المنتج. توفر صلابتها وصلابتها ومقاومتها للتآكل تأثيرًا أعلى وقوى قص، مما يعزز توحيد خلط وسبائك المواد السليكونية والكربونية مع الحفاظ على نقاء المنتج.
يقوم هذا النهج بإعداد مركبات السيليكون -الكربون من خلال تفاعلات المحلول الكيميائي، بما في ذلك طرق الهلام والترسيب المشترك.
المزايا:
سهل التحكم:يسمح تعديل تكوين المحلول وظروف التفاعل بالتحكم الدقيق في تكوين المادة وبنيتها.
المعالجة بدرجات حرارة منخفضة:يمكن إجراؤها في درجات حرارة أقل من CVD.
العيوب:
المعالجة المعقدة اللاحقة للعلاج:يتطلب خطوات ما بعد المعالجة مثل التجفيف والتكليس.
ضعف التوحيد:قد تؤدي تفاعلات الحل إلى توزيع غير متساو للمواد.
هذه الطريقة تبخر المواد عن طريق التسخين وتشكل طبقة رقيقة على سطح التكثيف، وغالبا ما تستخدم لمركبات نانو -سيليكون القائمة على الكربون في إنتاج أنود السيليكون -الكربون.
المزايا:
نقاوة عالية:وتقلل ظروف التفريغ من إدخال الشوائب.
التماثل الجيد:الحصول على مواد رقيقة موحدة.
العيوب:
المتطلبات العالية من المعداتيتطلب معدات تفريغ متقدمة وتحكما دقيقا في درجة الحرارة.
التكلفة العالية:تكاليف المعدات والتشغيل كبيرة.
السعة العالية:ويمكن أن تصل القدرة النظرية المحددة إلى 4200 ملي أمبير/غرام، متجاوزة بذلك أنود الجرافيت التقليدي (حوالي 372 ملي أمبير/غرام)، مما يعزز بشكل كبير كثافة طاقة البطارية.
منخفضة التكلفة:والسيليكون متوفر وغير مكلف، وعملية التحضير بسيطة نسبيا، ومناسبة للإنتاج على نطاق واسع.
توسيع الحجم:التغيرات الكبيرة في الحجم خلال دورات الشحن والتفريغ يمكن أن تزعزع هياكل الأقطاب، مما يؤثر على عمر البطارية.
انخفاض الكفاءة الكولومبية الأوليةيستهلك العديد من أيونات الليثيوم أثناء الشحن والتفريغ الأول، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة كولومبيك الأولية ويؤثر على البطارية الأولية
القدرة.
يمكن لمواد السيليكون النانوية أن تقلل من تأثير توسع الحجم على هياكل الأقطاب. وتعزز جسيمات السيليكون النانوية ذات المساحة السطحية المحددة الكبيرة أداء دورة الإلكترود. وتعمل الخرز الخزفي من الزركونيا على تحسين كفاءة الطحن ونانو المنتج خلال هذه العملية. صلابتها وصلابتها تضمن الإنتاج الموحد والنقي للجسيمات على نطاق النانو.
يحسن تعديل السطح، مثل الطلاء بمواد الكربون أو إدخال البوليمرات الموصلة، من التوصيل والاستقرار الهيكلي لمواد أنود السيليكون -الكربون، وتعزيز عمر دورة البطارية. وتساعد الخرز الخزفي من الزركونيا في تحقيق تأثيرات طلاء موحدة خلال هذه العملية. وتمنع صلابتها واستقرارها الكيميائي إدخال الشوائب، مما يحسن الاتساق وفعالية التعديل.
ويمكن لتصميم هيكل مركب قوي من السيليكون -الكربون، مثل الهيكل الأساسي أو الهياكل المسامية، أن يخفف من مشاكل التوسع في الحجم ويعزز الأداء المادي. تسهل الخرز الخزفي من الزركونيا التأثيرات المركبة المنتظمة عن طريق سحق وخلط المواد المختلفة. وتضمن صلابتها ومقاومتها للتآكل نقاوة المواد وتماثلها، مما يساهم في استقرار الهيكل المركب.
السيلان مهم في خلايا السيليكون البلوري الشمسية، وشاشات العرض المسطحة، وصناعات أشباه الموصلات. وهو أمر حيوي لتصنيع مواد الأنود القائمة على السيليكون، مع جزيئات السيليكون النانوية التي تشكلت عن طريق ترسيب التكسير الحراري كونها نواة لتكنولوجيا السيليكون -الكربون الجديدة. وبما أن صناعة بطاريات الليثيوم تتطلب كثافة طاقة أعلى، فإن الأنودات الجرافيتية التقليدية والكاثود الثلاثي النيكل العالي تصل إلى حدودها القصوى، مما يجعل الأنودات القائمة على السيليكون من المواد الرئيسية من الجيل التالي.
ومع ذلك، السيلان هو غاز قابل للاشتعال وانفجاري مع درجة عالية من التفاعل. وفي حادثة وقعت مؤخرا في مصنع فورتين لمجموعة مواد SK في مدينة سانجو، كوريا الجنوبية، تسرب من السيلان، مما أدى إلى ظهور دخان أصفر من صهريج تخزين أو خط أنابيب. ويؤكد هذا الحدث مخاطر السلامة المرتبطة بالسيلان وأهمية بروتوكولات السلامة الصارمة.
توفر مواد أنود السيليكون -الكربون إمكانات كبيرة كأنود بطارية أيون الليثيوم عالية الأداء. وستزيد التحسينات المستمرة في عمليات الإنتاج وهياكل المواد من تعزيز أدائها المتفوق. ومع ذلك، فإن التحديات مثل توسع الحجم وانخفاض كفاءة كولومبيك الأولية تتطلب بحوثًا وحلولاً مستمرة. تلعب الخرز السيراميكي من الزركونيا دورا حاسما في تحسين توحيد المنتج، والنقاء، وتأثيرات التعديل، وخاصة في النانو وتعديل السطح. ومع تقدم التكنولوجيا، من المتوقع أن تصبح مواد الأنود السيليكون -الكربون ذات أهمية متزايدة في صناعة البطاريات في المستقبل.
للمزيد من النصائح والمعرفة مطحنة الكرات، طواحين الرمالالرجاء الاتصال بمبيعاتنا:
تشارلز شو
مدير مبيعات |سانكسين مواد جديدة
موبايل+86 19070858212(تطبيق
البريد الإلكتروني:sales@(بالإنجليزية) beadszirconia.com
الموقع الإلكتروني:https://www.beadszirconia.com
قدم طلبك،
سنتصل بك في أسرع وقت ممكن
شركة سانشين للمواد الجديدة، المحدودة تركز على إنتاج وبيع الخرز الخزفي وأجزاء مثل وسائط الطحن، والخرز الناسف، والكرة الحاملة، والجزء الإنشائي، والبطانات المقاومة للتآكل الخزفي، والجسيمات النانوية المسحوق النانوي
الإنجليزية
الروسية
الفرنسية
الإسبانية
البرتغالية
العربية