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Con el vigoroso desarrollo de los veh\u00edculos de nueva energ\u00eda, el almacenamiento de energ\u00eda y otros mercados, el tama\u00f1o del mercado y el nivel t\u00e9cnico de las bater\u00edas de litio y los materiales de electrodos negativos siguen mejorando. En la actualidad, la capacidad espec\u00edfica de los materiales de electrodos negativos de grafito comerciales est\u00e1 cerca de la capacidad espec\u00edfica te\u00f3rica de los materiales de grafito, y la aplicaci\u00f3n comercial de los materiales de electrodos negativos a base de silicio se ha acelerado a\u00fan m\u00e1s.<\/p>\n
Los materiales de electrodos negativos a base de silicio se han convertido en un punto de inter\u00e9s en la investigaci\u00f3n de los materiales de electrodos negativos de bater\u00edas de iones de litio debido a su capacidad espec\u00edfica te\u00f3rica extremadamente alta. La capacidad espec\u00edfica te\u00f3rica de los materiales de electrodos negativos de silicio es mucho mayor que la de los materiales de electrodos negativos de grafito comerciales, y el voltaje de trabajo es moderado, lo que hace que los materiales de electrodos negativos a base de silicio tengan ventajas significativas para mejorar la densidad energ\u00e9tica de la bater\u00eda. Sin embargo, la expansi\u00f3n y contracci\u00f3n del volumen del silicio durante la carga y descarga es demasiado grande, lo que da como resultado el agrietamiento y la fragmentaci\u00f3n del material, as\u00ed como el engrosamiento continuo de la pel\u00edcula SEI, lo que afecta gravemente la estabilidad del ciclo y el rendimiento de la velocidad de la bater\u00eda.<\/p>\n
Para solucionar los defectos de los materiales de electrodos negativos a base de silicio en aplicaciones de bater\u00edas de iones de litio, los investigadores han propuesto una variedad de rutas t\u00e9cnicas, que incluyen nanotecnolog\u00eda, tecnolog\u00eda de materiales compuestos, dise\u00f1o estructural, modificaci\u00f3n de superficies, optimizaci\u00f3n de electrolitos, pre-litiaci\u00f3n, silicio poroso y silicio de aleaci\u00f3n, etc.<\/p>\n
Estas rutas t\u00e9cnicas cubren todas las etapas desde la investigaci\u00f3n de laboratorio hasta la aplicaci\u00f3n industrial, aliviando el problema de expansi\u00f3n de volumen mediante nanodimensionamiento y tecnolog\u00eda de materiales compuestos, mejorando la conductividad y la estabilidad mediante dise\u00f1o estructural y modificaci\u00f3n de superficies, y mejorando el rendimiento general de la bater\u00eda mediante la optimizaci\u00f3n del sistema de electrolitos. La tecnolog\u00eda de pre-litiaci\u00f3n puede mejorar la eficiencia coulombiana inicial, la estructura de silicio poroso ayuda a aliviar los cambios de volumen y el silicio de aleaci\u00f3n puede proporcionar mayor capacidad y estabilidad. Se espera que la aplicaci\u00f3n integral de estas rutas t\u00e9cnicas logre materiales de electrodos negativos a base de silicio de alto rendimiento, larga vida \u00fatil y bajo costo, y promueva su amplia popularidad en aplicaciones pr\u00e1cticas.<\/p>\n
En la actualidad, los materiales de silicio-carbono y los materiales de silicio-ox\u00edgeno son las dos principales rutas t\u00e9cnicas para los electrodos negativos a base de silicio.<\/p>\n
Entre ellos, los materiales de electrodos negativos de silicio-carbono son conocidos por su alta eficiencia de primera coulombiana, pero su ciclo de vida necesita ser mejorado. Al realizar el nano-dimensionamiento de los materiales de silicio, se pueden reducir los problemas de expansi\u00f3n y rotura generados durante el proceso de carga y descarga, mejorando as\u00ed a\u00fan m\u00e1s su ciclo de vida. En t\u00e9rminos relativos, la principal ventaja de los materiales de electrodos negativos de silicio-ox\u00edgeno es su excelente estabilidad de ciclo, aunque la primera eficiencia es baja. Sin embargo, al adoptar medios t\u00e9cnicos como la pre-litiaci\u00f3n, su primera eficiencia puede mejorarse de manera efectiva.<\/p>\n
En t\u00e9rminos de aplicaciones comerciales, actualmente, las principales aplicaciones comerciales de los materiales de electrodos negativos a base de silicio incluyen \u00f3xido de silicio recubierto de carbono, nano-carbono de silicio, nanocables de silicio y aleaciones de silicio amorfo. Entre ellos, el \u00f3xido de silicio recubierto de carbono y el nano-carbono de silicio tienen el mayor grado de comercializaci\u00f3n, y generalmente se mezclan con grafito en una proporci\u00f3n del 5%-10%. En los \u00faltimos a\u00f1os, los materiales de electrodos negativos a base de silicio se est\u00e1n industrializando gradualmente.<\/p>\n
En el campo de las bater\u00edas de estado s\u00f3lido, los materiales de electrodos negativos a base de silicio se consideran una de las direcciones de desarrollo clave de los materiales de electrodos negativos de bater\u00edas de estado s\u00f3lido debido a su alta densidad de energ\u00eda te\u00f3rica, excelente rendimiento de carga y descarga r\u00e1pida y excelente rendimiento de seguridad.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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