జర్నల్ ఆఫ్ ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ రెన్యూవబుల్ ఎనర్జీ అండ్ అప్లికేషన్స్
అందరికి ప్రవేశం

నైరూప్య

బయోఎనర్జీ 2020: లి-అయాన్ బ్యాటరీల అధిక పనితీరు కోసం ప్రిలిథియేటెడ్ Si నానోపార్టికల్స్-కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల మిశ్రమ యానోడ్‌లు

జిమ్ P. జెంగ్

ఫ్రీస్టాండింగ్ ఫ్లెక్సిబుల్ Si నానోపార్టికల్స్-మల్టీ-వాల్డ్ కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు (SiNPs-MWNTs) లి-అయాన్ బ్యాటరీల (LIBలు) కోసం కాంపోజిట్ పేపర్ యానోడ్‌లు అల్ట్రా-సోనికేషన్ మరియు ప్రెజర్ ఫిల్ట్రేషన్ కలయికతో తయారు చేయబడ్డాయి. వాహక సంకలితం, బైండర్ లేదా మెటల్ కరెంట్ కలెక్టర్ ఉపయోగించబడలేదు. SiNPs-MWNTల మిశ్రమ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్ మొదటి సైకిల్ నిర్దిష్ట ఉత్సర్గ మరియు ఛార్జ్ సామర్థ్యాలను వరుసగా 2298 మరియు 1492 mAh/g సాధిస్తుంది. ప్రైమరీ సైకిల్ రివర్సిబిలిటీని ఎదుర్కోవటానికి, కాంపోజిట్ యానోడ్‌లను ప్రీ-లిథియేట్ చేయడానికి స్టెబిలైజ్డ్ లి మెటల్ పౌడర్ (SLMP) ఉపయోగించబడింది. తత్ఫలితంగా, ప్రాథమిక చక్రంలో కోలుకోలేని సామర్థ్యం నష్టం 806 నుండి ఇరవై-ఎనిమిది mAh/gకి తగ్గించబడింది మరియు అందువల్ల మొదటి చక్రం కూలంబిక్ సామర్థ్యం 65% నుండి 98%కి పెరిగింది. SLMP యొక్క ప్రీ-లిథియేషన్ ప్రక్రియను తెలుసుకోవడానికి మరియు Si-ఆధారిత కణాల అభివృద్ధిని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి వివిధ SLMP లోడింగ్‌లు మరియు సెల్ పనితీరు మధ్య కనెక్షన్ ఏర్పాటు చేయబడింది. ప్రీ-లిథియేటెడ్ యానోడ్‌ను కలిగి ఉన్న సెల్ ప్రారంభ ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో పాల్గొనకుండానే 800 mAh/g కంటే ఎక్కువ ఛార్జ్ సామర్థ్యాన్ని అందించగల స్థితిలో ఉంది, ఇది నవల కాథోడ్ పదార్థాల అన్వేషణను అనుమతిస్తుంది.

3:2 Si/MWNT నిష్పత్తితో SiNPs-MWNTల ఎలక్ట్రోడ్ SiNPల యొక్క అధిక సామర్థ్యం మధ్య సరైన బ్యాలెన్స్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది మరియు అందువల్ల MWNTల యొక్క అధిక విద్యుత్ వాహకత మరియు నిర్మాణ స్థిరీకరణ నాణ్యత, ఫలితంగా అధిక రేటు సామర్థ్యం, ​​అధిక నిర్దిష్ట సామర్థ్యం ఏర్పడతాయి. , మరియు సైకిల్ లైఫ్ సాంప్రదాయ స్లర్రీ-కాస్ట్ SiNPs ఎలక్ట్రోడ్‌ను అధిగమించింది. 100 mA/g ప్రస్తుత సాంద్రత వద్ద రివర్సిబుల్ సామర్థ్యం 1866 mAh/g (మొత్తం మిశ్రమ బరువు ఆధారంగా, దిగువన సమానమైనది). 100 చక్రాల తర్వాత, ఎలక్ట్రోడ్ 100 mA/g వద్ద 1170 mAh/g మరియు 500 mA/g వద్ద 750 mAh/g సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.