Debido a sus ventajas únicas, como una alta capacidad teórica (4200 mAh/g) y abundantes recursos, el material del ánodo de silicio (Si)Se espera que reemplace el ánodo de grafito actualmente ampliamente utilizado y se convierta en el principal material de ánodo¹⁻² para las baterías de iones de litio de próxima generación. En la actualidad, los ánodos basados ​​en silicio que tienen más probabilidades de comercializarse a gran escala son los ánodos de silicio-carbono y los ánodos de silicio-oxígeno. Aunque ambos tienen capacidades específicas elevadas, debido al mecanismo de aleación y desintercalación del silicio, la expansión estructural que provocan es también muy significativa. Una expansión estructural más grande destruirá la película de interfaz de electrolito sólido original (Interfaz de electrolito sólido, SEI) en la superficie del material de silicio, lo que conducirá a la destrucción y regeneración continuas de la película SEI durante el ciclo de carga y descarga, y consumirá una gran cantidad. de electrolito, lo que eventualmente conducirá a una disminución en la capacidad de la batería. descomposición rápida². Por lo tanto, para evaluar el desempeño de un material de silicio, además de su capacidad en gramos, primer efecto y eficiencia de ciclo, también es muy importante evaluar su desempeño de expansión.

Los métodos de evaluación de expansión existentes necesitan preparar materiales de ánodo de silicio en paquetes blandos o celdas laminadas, y luego monitorear la expansión in situ a través de estructuras de aplicación de fuerza y ​​sensores de alta precisión. Sin embargo, la preparación desde materiales en polvo hasta celdas terminadas requiere no solo líneas de producción de celdas maduras, y el ciclo de evaluación también es muy largo, por lo que cómo evaluar rápidamente el rendimiento de expansión de un material de silicio se ha convertido en un tema espinoso que afecta a muchos desarrolladores de materiales. Además, este dispositivo también es compatible con la prueba de expansión convencional de paquetes blandos de tamaño pequeño y celdas laminadas (100*100 mm), ¡lo que realmente logra una máquina multipropósito!

El sistema de detección rápida in situ de expansión de ánodo basado en silicio de cuatro canales (como se muestra en la figura) se basa en el modo de ensamblaje de la batería de botón y realiza con éxito la medición directa del rendimiento de expansión del ánodo de silicio en el extremo del electrodo, y ahorra la necesidad de preparar la batería terminada. Los costos de mano de obra, material y tiempo necesarios para el núcleo evalúan con precisión los indicadores de rendimiento más importantes de los materiales de ánodo de silicio con el menor consumo y la mayor eficiencia, ¡lo que hace que su investigación y desarrollo sean un paso más rápidos!

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