Graphite Anode o Cathode?

(Graphite Anode o Cathode?)

Ito ay 2007; Inihayag ni Steve Jobs ang iPhone, J. K. Binabalot ni Rowling ang kanyang huling librong Harry Potter, at ang pinakamasamang krisis sa pananalapi mula noong 1930s ay nagsimulang magdulot ng kalituhan sa mga pandaigdigang ekonomiya. Ito rin ang taon na si Gene Berdichevsky, numero ng engineer 7 sa electric car pioneer na si Tesla, nagsimulang magtaka kung bakit bumababa ang mga nadagdag sa kapasidad ng cathode ng baterya na ginawa sa nakalipas na ilang taon.

Graphite, isang metatable allotrope ng carbon na malambot at malleable, ay ang perpektong istraktura ng host para sa nababaligtad na intercalation ng mga lithium cation sa mga baterya ng lithium-ion (LIB). Sa anode ng LIB, Ang mga lithium ions ay ipinapasok sa mga bakanteng lugar sa loob ng isang graphite crystal lattice/frame sa panahon ng mga proseso ng pag-charge at pagkuha. Nagbibigay-daan ito sa isang high-rate na operasyon na may pinakamababang pagbabago sa volume at mekanikal na strain, pati na rin ang kaunting pagkawala ng aktibong materyal (grapayt) sa panahon ng paulit-ulit na insertion/extraction cycle.

Ang susi sa pagganap ng graphite anode ay nakasalalay sa kumplikadong pana-panahong arkitektura nito. Ang puwersa ng van der Waals sa pagitan ng mga layer ng graphene at ng ionic repulsion sa pagitan ng mga ito ay nagbibigay-daan sa mga intercalant anion na sakupin ang espasyo sa mga istruktura ng carbon layer ng graphite sa isang stage-independent na paraan. Ang iba't ibang pag-uulit na distansya at intercalant na taas ng gallery (Ng) ng bawat yugto ay ang mga pangunahing salik na tumutukoy sa kapasidad ng pag-iimbak ng singil nito (CSC).

Gayunpaman, ang kasalukuyang komersyal na graphite anode ay hindi matugunan ang mga pangangailangan para sa mas mataas na density ng enerhiya, pagiging maaasahan ng operasyon, at pagsasama ng system sa mas mahabang hanay na mga portable na elektronikong aparato, larger-capacity electric vehicles, and grid scale energy storage applications. That’s why silicon—which has long been under study as a high-performance alternative—has come into focus as the new benchmark for LIB anode materials.

(Graphite Anode o Cathode?)