Mantais graidd
Dwysedd ynni ultra-uchel
Gall gallu gwirioneddol deunyddiau cyfansawdd silicon-carbon gyrraedd {1500-2000 mAh/g . wrth eu cyfuno ag electrodau positif teiran uchel-nicel, gall dwysedd egni'r batri fod yn fwy na 300Wh/kg, os bydd y batri tesla 468 yn cynyddu. 20%) .
Achos Cais: Mae capasiti batri ffôn symudol blaenllaw brand penodol wedi cynyddu o 4000mAh i 4800mAh, ac mae'r ystod yrru cerbydau trydan wedi'i hymestyn gan 50-100 cilometr .
Perfformiad beicio rhagorol
Gall strwythur rhwydwaith tri dimensiwn deunyddiau carbon wasgaru straen ehangu silicon . Mae data labordy blynyddoedd .
Torri Technegol: Gall yr anod silicon-carbon a baratowyd trwy ddull CVD, gyda'i strwythur cyfansawdd unffurf, gyflawni oes feicio dros 1500 o weithiau, yn llawer uwch na bywyd anod graffit (1000-2000 gwaith) {.
Gallu codi tâl cyflym
Mae dargludedd deunyddiau carbon yn lleddfu nam inswleiddio silicon, a chynyddir y gyfradd trylediad lithiwm-ion 30 gwaith, gan gefnogi gwefru cyflym 5C (fel technoleg gwefru cyflym 30- munud o gerbyd trydan penodol) .
Mae potensial echdynnu lithiwm silicon (~ 0 {. 4V vs . li/li⁺) yn uwch na photensial graffit (~ 0 . 05V vs li/li⁺), a all atal lithiwm rhag gwasgaru a gwella ar yr wyneb.
Cost-effeithiolrwydd a manteision amgylcheddol
Silicon yw'r ail elfen fwyaf niferus yng nghramen y Ddaear, ac mae ei gost deunydd crai 40% yn is na chost graffit . ar ôl cynhyrchu ar raddfa fawr, gellir lleihau cyfanswm y gost 15% (fel y'i cyfrifir gan ffatri batri benodol, gan ddefnyddio qild negyddol silicon-carbon}
Gall un tunnell o ddeunydd anod silicon-carbon leihau echdynnu 2 . 3 tunnell o graffit a defnydd is ynni cynhyrchu is 18%. pe bai'r holl fatris lithiwm ledled y byd i newid i anodau silicon-carbon, byddai'n arwain at ostyngiad o 3.5 Miliwn o 3.5 Miliwn.
Cydnawsedd a photensial technegol
Gellir ei addasu'n uniongyrchol i'r llinell gynhyrchu anod graffit presennol . dim ond y fformiwla slyri a'r paramedrau gwasgu rholer sydd angen eu haddasu (er enghraifft, adnewyddwyd llinell gynhyrchu menter benodol mewn tri mis yn unig) {.
Arloesi Parhaus: Mae strwythurau fel gronynnau silicon wedi'u gorchuddio â graphene tri dimensiwn a araeau nanowire silicon-carbon wedi gwthio'r dwysedd ynni hyd at 1800mAh/g . ar ôl 800 cylch, mae'r gyfradd cadw capasiti yn dal i gyrraedd 91%{7}
Senarios cais a rhagolygon marchnad
Electroneg Defnyddwyr: Mae'r gyfradd dreiddiad wedi cyrraedd 18%. Mae prawf gwirioneddol defnyddiwr ffôn symudol yn dangos bod gan y batri ag electrod negyddol silicon-carbon ostyngiad o ddim ond 11%ym mywyd y batri ar ôl 500 o gylchoedd rhyddhau gwefr (tra bod batri traddodiadol yn gostwng 35%).}}}}}}}
Cerbydau Trydan: Mae cyfradd y cais oddeutu 7%. Ar ôl i fodel diweddaraf gwneuthurwr car penodol fabwysiadu anod silicon-carbon, gostyngwyd pwysau'r pecyn batri 23%, a gostyngodd y defnydd o drydan fesul 100 cilomedr i 12 kWh .
Maes Storio Ynni: Ar ôl defnyddio batris electrod negyddol silicon-carbon mewn prosiect storio ynni ffotofoltäig penodol, cynyddodd yr amledd beicio dyddiol o 2 gwaith i 3 gwaith .
Heriau technegol a chyfeiriadau yn y dyfodol
Mater Ehangu Cyfrol: Er iddo gael ei leddfu'n sylweddol gan gyfansoddion carbon, mae nanosizing gronynnau silicon yn arwain at gynnydd sydyn yn yr arwynebedd penodol, gan arwain at effeithlonrwydd cychwynnol isel (sy'n ei gwneud yn ofynnol i dechnoleg cyn-lithiant wneud iawn) {.
Cynhyrchu ar raddfa fawr: Mae cost offer y dull CVD yn uchel . Mae angen i'r broses gwely hylifedig fynd i'r afael â materion unffurfiaeth a diogelwch dyddodiad silane (y disgwylir iddo gael ei weithredu'n raddol o 2025 i 2026) .
Optimeiddio Cymhareb Deunydd: Pan fydd y cynnwys silicon yn fwy na 15%, mae'r perfformiad yn gostwng yn sydyn . Mae'r diwydiant yn gyffredinol yn mabwysiadu cymhareb dopio silicon o 5% i 10% (fel y dangosir ym mhatent menter benodol, mae'r perfformiad cynhwysfawr yn optimaidd pan fydd y cynnwys silicon yn 8%) {