Anod atau Katod Grafit?

(Anod atau Katod Grafit?)

Ia adalah 2007; Steve Jobs melancarkan iPhone, J. K. Rowling sedang membungkus buku Harry Potter terakhirnya, dan krisis kewangan terburuk sejak 1930-an mula melanda ekonomi global. Ia juga merupakan tahun Gene Berdichevsky, nombor jurutera 7 di perintis kereta elektrik Tesla, mula tertanya-tanya mengapa peningkatan dalam kapasiti katod bateri yang telah dibuat sejak beberapa tahun lalu berkurangan.

grafit, alotrop karbon metastabil yang lembut dan boleh ditempa, ialah struktur hos yang ideal untuk interkalasi boleh balik kation litium dalam bateri litium-ion (LIB). Dalam anod LIB, ion litium dimasukkan ke dalam tapak kosong dalam kekisi/bingkai kristal grafit semasa proses pengecasan dan pengekstrakan. This allows a high-rate operation with minimum volume change and mechanical strain, as well as minimal loss of active material (grafit) during repeated insertion/extraction cycles.

The key to the graphite anode’s performance lies in its complex periodic architecture. The van der Waals forces between graphene layers and the ionic repulsion between them enable the intercalant anions to occupy space in graphite’s carbon layer structures in a stage-independent fashion. The varying repeat distance and intercalant gallery height (di) of each stage are the fundamental factors that determine its charge storage capacity (CSC).

Namun begitu, the current commercial graphite anode can’t meet the demands for higher energy density, operation reliability, and system integration in longer-range portable electronic devices, kenderaan elektrik berkapasiti lebih besar, dan aplikasi storan tenaga skala grid. Itulah sebabnya silikon—yang telah lama dikaji sebagai alternatif berprestasi tinggi—telah menjadi tumpuan sebagai penanda aras baharu untuk bahan anod LIB.

(Anod atau Katod Grafit?)