I measc na n -aistrithe fuinnimh, tá an nuálaíocht i dteicneolaíocht ceallraí ríthábhachtach chun forbairt a thiomáint i go leor réimsí. Silicon - Tá ábhair anóid charbóin, réalta atá ag ardú i litiam - ábhair anóid ceallraí ian, ag teacht chun cinn de réir a chéile, ag tairiscint dóchas nua chun feidhmíocht ceallraí a fheabhsú agus briseadh trí scrogaill dlúis fuinnimh atá ann cheana féin. Tá aird nach beag ar a bhforbairt.
I. Forbhreathnú ar Silicon - Ábhair Anóid Carbóin
(I) Sainmhíniú agus comhdhéanamh
Silicon - Is ábhair anóid núíosacha iad ábhair anóid charbóin a fhoirmítear trí sileacain (Si) agus ábhair charbóin a chur le chéile ar bhealach sonrach. Tá Silicon, lena chumas sonrach an -ard teoiriciúil (thart ar 4200 mA/g), i bhfad níos mó ná ábhair anóid thraidisiúnta graifíte (cumas sonrach teoiriciúil thart ar 372 mA/g), rud a fhágann gur rogha iontach é chun dlús fuinnimh ceallraí a mhéadú. Mar sin féin, bíonn leathnú toirt de níos mó ná 300% ag silicon le linn muirir agus urscaoilte, míbhuntáiste a chuireann teorainn mhór lena chur i bhfeidhm praiticiúil i gcadhnraí. Ar an láimh eile, tá seoltacht den scoth, cobhsaíocht, agus méid áirithe solúbthachta ag ábhair charbóin. Déantar iad a chomhcheangal le sileacain ag maolú go héifeachtach athruithe toirt sileacain agus feabhsaítear cobhsaíocht an struchtúir leictreoidí. Comhlánaíonn an dá ábhar a chéile agus le chéile cruthaíonn siad croí -chóras sileacain - ábhair anóid charbóin.
(Ii) cúlra forbartha
Le dul chun cinn tapa na teicneolaíochta, tá feistí leictreonacha éagsúla agus feithiclí fuinnimh nua ag cur éilimh níos airde ar fheidhmíocht ceallraí, amhail dlús fuinnimh agus raon. Tar éis blianta forbartha, tá a theorainneacha teoiriciúla bainte amach ag feidhmíocht na n -ábhar anóid ghraifít thraidisiúnta, rud a chiallaíonn go bhfuil sé deacair freastal ar éileamh an mhargaidh ar fheabhsuithe breise ar fheidhmíocht ceallraí. I gcoinne an chúlra seo, chuir eolaithe a n -aird ar ábhair sileacain {- agus, trí thaiscéalaíocht leanúnach, tá silicon {- ábhair anóid charbóin forbartha acu, agus iad ag súil leis an tsáinn a bhriseadh i bhfeabhsú feidhmíochta ceallraí agus an tionscal gaolmhar a chur i gcéim nua na forbartha.
Ii. Buntáistí teicniúla sileacain - Ábhair Anóid Carbóin
(I) Dlús ardfhuinnimh
Mar a luadh thuas, cuireann cumas ard -sonrach sileacain ar chumas silicon - ábhair anóid charbóin chun níos mó ian litiam a stóráil i gcadhnraí, ag feabhsú go suntasach dlús fuinnimh na ceallraí. I gcomparáid le cadhnraí anóid ghraifít thraidisiúnta, is féidir le cadhnraí atá feistithe le sileacain {- ábhair anóid charbóin orduithe dlús fuinnimh níos airde a bhaint amach, ag soláthar níos faide - saol ceallraí buan le haghaidh feistí leictreonacha agus raon tiomána níos faide d'fheithiclí leictreacha. Maolaíonn sé seo go héifeachtach na hábhair imní a bhaineann le cumhacht ceallraí neamhleor i bhfeistí leictreonacha agus “imní raon” na bhfeithiclí leictreacha.
(2) Feidhmíocht íseal - Teocht
Tá sé léirithe ag taighde go léiríonn silicon - ábhair anóid charbóin cobhsaíocht rothaíochta níos fearr ná ábhair anóid graifíte ag teochtaí ísle. I ngeimhreadh fuar, i bhfóin phóca agus i bhfeithiclí leictreacha ag baint úsáide as sileacain {- is féidir le hábhair anóid charbóin an fhadhb a bhaineann le draein ceallraí gasta a mhaolú go héifeachtach, ag cinntiú gur féidir le feistí leanúint ar aghaidh ag feidhmiú de ghnáth i dtimpeallachtaí teochta íseal -, rud a fheabhsaíonn go mór taithí an úsáideora.
(3) éascaíonn sé muirear tapa
Le linn an phróisis mhuirir, is fearr le hiain litiam isteach i sileacain agus ansin isteach sna hidirghabhálaithe graifíte. Méadaíonn an tréith seo de sileacain - ábhair anóid charbóin meán -phoitéinseal an anóid agus laghdaíonn sé an dóchúlacht go dtarlódh plating litiam, ag éascú muirir thapa agus ag freastal ar éilimh úsáideoirí le haghaidh athsholáthar tapa ceallraí.
Próiseas ullmhúcháin d'ábhair anóid charbóin
(I) Muilleoireacht liathróid mheicniúil
Is modh ullmhúcháin réasúnta traidisiúnta é muilleoireacht liathróid mheicniúil. Baineann sé le hamhábhair a chur mar phúdar sileacain agus púdar carbóin isteach i muileann liathróid. Is é is cúis leis an uainíocht ard - na liathróidí meilte ná na cáithníní amhábhar a imbhualadh, a mheascadh, agus a bheachtú, rud a fhágann go bhfuil ilchodach sileacain agus carbóin á bhaint amach. Tá an modh seo sách simplí agus íseal {- costas, ach tá sé ag fulaingt ó shaincheisteanna cosúil le droch -aonfhoirmeacht agus deacracht a bhaineann le méid na gcáithníní a rialú go beacht, rud a fhágann go bhfuil cobhsaíocht feidhmíochta teoranta an ábhair anóid charbóin mar thoradh air.
(Ii) sil -leagan gaile ceimiceach (CVD)
Le blianta beaga anuas, tá glúin nua de phróisis ullmhúcháin, arna ionadú ag CVD, tagtha chun cinn de réir a chéile. I CVD, déantar gás silane a phiocadh suas ag teochtaí arda, agus mar thoradh air sin déantar deascadh agus scaipeadh aonfhoirmeach nanacháithníní sileacain a dhéanamh laistigh de phiocháin charbóin phóiriúil. Ní hamháin go maolaíonn an creat carbóin scagach seo leathnú sileacain go mór le linn muirir agus urscaoilte ach soláthraíonn sé cosáin le haghaidh iompair ian litiam tapa, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht tapa - an ábhair go héifeachtach.
Silicon - Tá buntáistí an ráta leathnaithe íseal, feidhmíocht rothaíochta den scoth agus dlús fuinnimh níos airde ag ábhair leictreoidí diúltacha carbóin a ullmhaítear le modh CVD, agus meastar gurb iad an bealach ullmhúcháin príomhshrutha don chéad ghlúin eile de sileacain {- ábhair leictreoidí diúltacha carbóin.