Puoi valutare rapidamente l'espansione dell'anodo di silicio senza creare una batteria

Grazie ai suoi vantaggi unici come l'elevata capacità teorica (4200 mAh/g) e le abbondanti risorse, il materiale anodico in silicio (Si)dovrebbe sostituire l'anodo di grafite attualmente ampiamente utilizzato e diventare il principale materiale anodico¹⁻² per le batterie agli ioni di litio di prossima generazione. Attualmente, gli anodi a base di silicio che hanno maggiori probabilità di essere commercializzati su larga scala sono gli anodi di silicio-carbonio e gli anodi di silicio-ossigeno. Sebbene entrambi abbiano elevate capacità specifiche, dovute al meccanismo di alligazione e deintercatura del silicio, anche l'espansione strutturale da essi provocata è molto significativa. Una maggiore espansione strutturale distruggerà il film di interfaccia dell'elettrolita solido originale (Solid Electrolyte Interface, SEI) sulla superficie del materiale di silicio, che porterà alla continua distruzione e rigenerazione del film SEI durante il ciclo di carica e scarica e consumerà una grande quantità di elettrolita, che alla fine porterà a una diminuzione della capacità della batteria. decadimento rapido². Pertanto, per valutare le prestazioni di un materiale silicico, oltre alla capacità in grammi, al primo effetto e all'efficienza del ciclo, è molto importante valutare anche le sue prestazioni di espansione.

I metodi di valutazione dell'espansione esistenti devono preparare i materiali anodici di silicio in pacchi morbidi o celle laminate, quindi monitorare l'espansione in situ attraverso strutture di applicazione della forza e sensori ad alta precisione. Tuttavia, la preparazione dai materiali in polvere alle celle finite richiede non solo linee di produzione di celle mature e anche il ciclo di valutazione è molto lungo, quindi come valutare rapidamente le prestazioni di espansione di un materiale di silicio è diventata una questione spinosa che affligge molti sviluppatori di materiali. Inoltre, questo dispositivo è compatibile anche con il test di espansione convenzionale di pacchetti morbidi e celle laminate di piccole dimensioni (100 * 100 mm), che raggiunge davvero una macchina multiuso!

Il sistema di screening rapido in situ per l'espansione dell'anodo a base di silicio a quattro canali (come mostrato nella figura) attinge alla modalità di assemblaggio della batteria a bottone e realizza con successo la misurazione diretta delle prestazioni di espansione dell'anodo di silicio all'estremità dell'elettrodo e risparmia la necessità di preparare la batteria finita. I costi di manodopera, materiale e tempo richiesti per il nucleo, valutano accuratamente gli indicatori di prestazione più importanti dei materiali anodici di silicio con il minor consumo e la massima efficienza, rendendo la tua ricerca e sviluppo un passo più veloce!

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