Revista de Fundamentos de Energías Renovables y Aplicaciones
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abstracto

Bioenergía 2020: ánodos compuestos de nanopartículas de silicio y nanotubos de carbono prelitiados para un alto rendimiento de las baterías de iones de litio

Jim P Zheng

Ánodos de papel compuesto de nanopartículas de Si flexibles y nanotubos de carbono de pared múltiple (SiNPs-MWNTs) independientes para Li -Las baterías de iones (LIB) se preparan empleando una combinación de ultrasonicación y filtración a presión. No se emplea aditivo conductor, aglutinante o colector de corriente de metal. El material de electrodo compuesto SiNPs-MWNTs logra capacidades de carga y descarga específicas del primer ciclo de 2298 y 1492 mAh/g, respectivamente. Para hacer frente a la irreversibilidad del ciclo primario, se ha utilizado polvo de metal de litio estabilizado (SLMP) para litiar previamente los ánodos compuestos. Como resultado, la pérdida de capacidad irreversible del ciclo primario se reduce de 806 a veintiocho mAh/gy por lo tanto la eficiencia coulombic del primer ciclo se incrementa del 65% al 98%. La conexión entre las diferentes cargas de SLMP y el rendimiento de la celda se ha establecido para conocer el proceso de litiación previa de SLMP y optimizar el desarrollo de celdas basadas en Si. Una celda que contiene el ánodo prelitiado está en condiciones de ofrecer una capacidad de carga de más de 800 mAh/g sin pasar por el proceso de descarga inicial, lo que permite la exploración de nuevos materiales de cátodo.< /span>

También se reconoció que el electrodo SiNPs-MWNTs con una relación Si/MWNT de 3:2 exhibe el equilibrio óptimo entre la alta capacidad de los SiNPs y, por lo tanto, la alta conductividad eléctrica y la calidad de estabilización estructural de los MWNTs, lo que da como resultado una capacidad de alta tasa, alta capacidad específica y ciclo de vida que supera al electrodo tradicional de SiNP fundido en suspensión. La capacidad reversible es de 1866 mAh/g (basada en el peso compuesto total, un equivalente a continuación) a una densidad de corriente de 100 mA/g. Después de 100 ciclos, el electrodo conserva una capacidad de 1170 mAh/ga 100 mA/gy 750 mAh/ga 500 mA/g.