在科學技術(shù)高度發(fā)達的今天，各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中，為我們的生活帶來便利，那么你知道這些高科技可能會含有的鋰離子電池嗎?

為了克服硅陽極材料膨脹的問題，人們試圖將純硅制成納米顆粒以抑制硅顆粒的膨脹，但實際上這種策略并不成功。相關(guān)計算表明，僅當純Si顆粒的尺寸小于晶體尺寸時。當晶胞尺寸小時，可以完全抑制Si顆粒的體積膨脹。這顯然是不可能的。因此，納米化只能減少Si陽極顆粒的體積膨脹。同時，納米粒子的較大的比表面積也會導致負極彼此相互作用。電解質(zhì)之間的副反應(yīng)顯著增加。此外，另一種策略是使Si材料成為葡萄干面包結(jié)構(gòu)，即將納米Si顆粒分散在石墨海中，并在充放電期間使用石墨吸收Si顆粒的體積膨脹，但是這種方法并不完美。首先，材料的比容量很低。

由于純硅材料的上述問題，人們開始嘗試使用另一種氧化硅SiOX作為負極材料。 Si-O鍵的鍵能是Si-Si鍵的鍵能的兩倍。同時，在鋰的插入過程中，Li將與材料中的O元素反應(yīng)形成LiXO。然后，這些Li氧化物失去活性，并成為氧化硅顆粒內(nèi)部的緩沖層，這可以在充電和放電過程中有效地抑制材料的體積。擴展以改善材料的循環(huán)性能。由于鋰金屬氧化物LiXO是在SiOx的第一次鋰插入期間產(chǎn)生的，所以硅氧化物材料的第一庫侖效率僅為約70%。近年來，經(jīng)過許多技術(shù)改進，第一效率也已嚴格提高了約80%。與90%的石墨材料之間仍然有很大的差距。因此，為了利用SiOX材料的高比容量，有必要使用鋰補充工藝來補充在第一次鋰插入工藝期間不可逆的容量損失。

目前，鋰的補充過程主要分為兩類; 1)負極補鋰工藝; 2)正極鋰的補充過程，其中負極鋰的補充過程是我們最常用的鋰補充方法，例如鋰粉補充鋰和鋰箔鋰補充劑。它們都是主要制造商目前正在開發(fā)的鋰補充過程。 FMC公司首先提出了用鋰粉補充鋰的方法。 FMC公司為此目的開發(fā)了惰性鋰粉。通過諸如噴霧和均質(zhì)化的方法將適量的鋰粉添加到負極中。鋰箔補充鋰也是近年來新興的鋰補充方法。將金屬鋰箔軋制成幾微米的厚度，然后與負極結(jié)合并軋制。注入電池后，這些金屬Li迅速與負極反應(yīng)并嵌入負極材料中，從而提高了材料的初次效率。然而，這些方法必須面對金屬鋰的安全性問題。金屬鋰是一種具有高反應(yīng)活性的堿金屬，可以與水劇烈反應(yīng)，這使得金屬鋰對環(huán)境的要求很高，這使這兩種負極都需要補充。補給過程需要在生產(chǎn)線的改造和購買中的大量投資。昂貴的補給設(shè)備。同時，為了確保補貨效果，需要對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進行調(diào)整。

與高難度和高輸入量的負極鋰補充工藝相比，正極鋰補充工藝要簡單得多。典型的正極鋰補充工藝是在正極均質(zhì)化過程中添加少量的高容量正極材料。在充電過程中，多余的Li元素將從這些高容量的正極材料中提取出來并嵌入負極中，以補充第一次充電和放電的不可逆容量。例如，美國Argonne國家實驗室的XinSu和其他人，通過將7%的Li5FeO4(LFO)材料添加到LiCoO2陰極中，電池的首次效率提高了14%，并且電池的循環(huán)性能提高了得到了顯著改善。 Li5FeO4材料的理論比容量可以達到700mAh / g，幾乎所有容量都是不可逆的。脫鋰完成后，材料迅速失活，不再參與充電和放電反應(yīng)。脫鋰方程為：Li5FeO4®4Li++ 4e- + LiFeO2 + O2。

來自德國的Giulio Gabrielli等人采用了混合兩種正極活性材料：LiNi0.5Mn1.5O4和Li1 + XNi0.5Mn1.5O4的方法。 Li1 + XNi0.5Mn1.5O4可以在電池首次充電期間提供。多余的Li彌補了第一次將鋰插入負極時失去的Li。鋰完全除去后，Li1 + XNi0.5Mn1.5O4轉(zhuǎn)化為完全活性的LiNi0.5Mn1.5O4，因此該方法對正極的組成沒有影響。 Li1 + XNi0.5Mn1.5O4可以看作是暫時存儲過量Li的正極材料。通過改變Li 1 + XNi 0.5 Mn 1.5 O 4與LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4的比率，可以確定可以由陽極供應(yīng)的Li的量?？刂埔赃m應(yīng)具有不同主要效率的負極。

以上就是鋰離子電池的一些值得大家學習的詳細資料解析，希望在大家剛接觸的過程中，能夠給大家一定的幫助，如果有問題，也可以和小編一起探討。