Devido às suas vantagens únicas, como alta capacidade teórica (4200mAh/g) e recursos abundantes, o material do ânodo de silício (Si)espera-se que substitua o ânodo de grafite amplamente utilizado atualmente e se torne o principal material de ânodo¹⁻² para a próxima geração de baterias de íon-lítio. Atualmente, os ânodos à base de silício com maior probabilidade de serem comercializados em larga escala são os ânodos de silício-carbono e os ânodos de silício-oxigênio. Embora ambos tenham altas capacidades específicas, devido ao mecanismo de liga e desintercalação do silício, a expansão estrutural provocada por eles também é muito significativa. A expansão estrutural maior destruirá o filme de interface de eletrólito sólido original (Solid Electrolyte Interface, SEI) na superfície do material de silício, o que levará à destruição e regeneração contínuas do filme SEI durante o ciclo de carga e descarga e consumirá uma grande quantidade de eletrólito, o que acabará levando a uma diminuição na capacidade da bateria. decadência rápida². Portanto, para avaliar o desempenho de um material de silício, além de sua capacidade em gramas, primeiro efeito e eficiência do ciclo, também é muito importante avaliar seu desempenho de expansão.
Os métodos de avaliação de expansão existentes precisam preparar materiais de ânodo de silício em pacotes macios ou células laminadas e, em seguida, monitorar a expansão in-situ por meio de estruturas de aplicação de força e sensores de alta precisão. No entanto, a preparação de materiais em pó para células acabadas requer não apenas linhas de produção de células maduras, mas o ciclo de avaliação também é muito longo. Além disso, este dispositivo também é compatível com o teste de expansão convencional de embalagens macias e células laminadas de tamanho pequeno (100*100 mm), o que realmente atinge uma máquina multifuncional!
O sistema de triagem rápida in-situ de expansão de ânodo à base de silício de quatro canais (como mostrado na Figura) baseia-se no modo de montagem da bateria de botão e realiza com sucesso a medição direta do desempenho de expansão do ânodo de silício na extremidade do eletrodo, e economiza a necessidade de preparar a bateria acabada. Os custos de mão de obra, material e tempo necessários para o núcleo avaliam com precisão os indicadores de desempenho mais importantes dos materiais de ânodo de silício com o menor consumo e a eficiência mais rápida, tornando sua pesquisa e desenvolvimento um passo mais rápido!
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