Výhoda
Mimoriadne vysoká hustota energie
Skutočná kapacita kompozitných materiálov z kremíka a uhlíka môže dosiahnuť 1500-2000 mah/g ., keď sa kombinuje s vysoko-nickom ternárnych pozitívnych elektród, môže hustota energie batérie prekročiť 300Wh/kg (napríklad, ak TESLA 4680 používa batériu SILICON-Carbon, negatívna elektrická energia sa zvýši energetická duszita
Prípad aplikácie: Kapacita batérie vlajkového mobilného telefónu určitej značky sa zvýšila zo 4000 mAh na 4800 mAh a jazdectvo elektrických vozidiel bolo rozšírené 50-100 kilometermi .
Vynikajúci cyklistický výkon
Trojrozmerná sieťová štruktúra uhlíkových materiálov môže rozptýliť expanzné napätie kremíka . Laboratórne údaje ukazujú, že kremíková negatívna elektróda s uhlíkovým povlakom má rýchlosť retencie kapacity 82% po 500 cykloch {{}}
Technický prielom: Anóda kremíka-uhlíka pripravená metódou CVD s rovnomernou kompozitnou štruktúrou môže dosiahnuť životnosť cyklu viac ako 1500-krát, čo je ďaleko presahujúca životnosť grafitovej anódy (1000-2000) .
Schopnosť rýchleho nabíjania
Vodivosť uhlíkových materiálov zmierňuje izolačný defekt kremíka a rýchlosť difúzie lítium-iónov sa zvyšuje o 30-krát, podporuje rýchle nabíjanie 5C (napríklad 30- ministerstvo rýchleho nabíjania určitého elektrického vozidla) .
Potenciál extrakcie lítium kremíka (~ 0 . 4V vs . li/li⁺) je vyšší ako v grafite (~ 0 {. 05V vs. li/li⁺), ktorý môže zabrániť rozptýleniu na povrch na povrchu a vylepšuje bezpečnosť.
Nákladová efektívnosť a environmentálne výhody
Silikón je druhým najhojnejším prvkom v zemskej kôre a jeho náklady na surovinu sú o 40% nižšie ako v prípade grafitu . Po rozsiahlom výrobe môžu byť celkové náklady znížené o 15% (podľa vypočítaných v určitej továrni na batériu, pomocou kremíkových-uhlíkových elektród môžu znížiť náklady na každú KWh batériu {6} {6} {6} {6} {6} {6}
Jedna tona materiálu anódy kremíkovej uhlíka môže znížiť extrakciu 2 . 3 ton grafitovej a nižšej spotreby energie výroby o 18%{{}} Ak by všetky lítiové batérie na celom svete mali prepnúť na eódy kremíkových uhlíkov, by to malo za následok zníženie 3,5 milióna Tonov z uhlíkových droxidových emisií.
Kompatibilita a technický potenciál
Môže sa priamo prispôsobiť na existujúcu produkčnú linku Graphite Anode ., je potrebné upraviť iba recepčné parametre kalu a valcové parametre (napríklad, výrobná linka určitého podniku bola zrekonštruovaná iba za tri mesiace) .
Nepretržitá inovácia: Štruktúry, ako je trojrozmerný grafén potiahnutý kremíkový častice a polia nanovlákna z kremíka-uhlíka, tlačili hustotu energie až do 1800 mah/g {{{}} po 800 cykloch, miera retencie kapacity stále dosahuje 91%{{}}}
Scenáre aplikácií a vyhliadky na trhu
Spotrebiteľská elektronika: Miera penetrácie dosiahla 18%. Skutočný test používateľa mobilného telefónu ukazuje, že batéria so kremíkovým obsahom negatívnej elektródy má zníženie iba 11%v životnosti batérie po 500 cykloch nabíjania (zatiaľ čo tradičné batérie sa znižujú o 35%) {{}}}}}}}}}}}}}}
Elektrické vozidlá: Aplikačná sadzba je približne 7%. po tom, čo sa najnovší model s kremíkom s kremíkom zaznamenal o 23%a spotreba elektrickej energie za 100 kWh.}} {}} a spotreba elektrickej energie za 100 kilometrov znížila
Pole v oblasti ukladania energie: Po použití batérií negatívnych elektród kremíka v určitom projekte skladovania fotovoltaickej energie sa denná cyklistická frekvencia zvýšila z 2-krát na trikrát .
Technické výzvy a budúce smery
Problém s expanziou objemu: Aj keď významne zmiernil uhlíkové kompozity, nanosizácia kremíkových častíc vedie k prudkému zvýšeniu špecifickej plochy povrchu, čo vedie k nízkej počiatočnej účinnosti (vyžadujúca kompenzáciu predbežnej technológie) .
Veľká výroba: Náklady na vybavenie na metódu CVD sú vysoké . Proces fluidizovaného lôžka sa musí zaoberať problémami uniformity a bezpečnosti depozície silánu (očakáva sa, že sa bude postupne implementovať od 2025 do 2026) .
Optimalizácia pomeru materiálu: Keď obsah kremíka presahuje 15%, výkon prudko klesne . priemysel vo všeobecnosti prijíma pomer dopingu kremíka 5% až 10% (ako je uvedené v patente určitého podnikania, komplexný výkon je optimálny, keď je obsah kremíka 8%) {}}