Tha stuthan anod tionndaidh-sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach ocsaidean meatailte, fosphides, sulfides, agus nitrides. Ann am pròiseasan electrochemical, bidh na stuthan sin a’ brosnachadh cruthachadh no lobhadhcoimeasgaidhean lithiumtro ath-bhualaidhean lughdachadh no oxidation de mheatailtean. Leis gun urrainn dhaibh pàirt a ghabhail ann am pròiseasan redox ioma-dealanach, tha anodan stèidhichte air na stuthan sin a’ nochdadh comasan reversible cho àrd ri 1000 mA·bg.
feOₓ
Air sgàth an cosgais ìseal, puinnseanta coimeasach ìosal, pailteas stòrasan nàdarra, agus gu h-àraidh comas sònraichte teòiridheach, chaidh stuthan iarainn ocsaid a sgrùdadh gu mòr mar stuthan anod airson bataraidhean lithium{0}}. Tha todhar iarainn ocsaid cumanta a’ toirt a-steach -Fe₂O₃, -Fe₂O₃, agus Fe₃O₄. Tha na todhar sin a’ nochdadh comasan teòiridheach sònraichte timcheall air 1007 mA · h / g agus 926 mA · h / g, fa leth. Ach, tha mòran dhuilgheadasan aig iarann ogsaid rè cleachdadh practaigeach. Tha cinideachd slaodach còmhdhail dealanach / ian agus leudachadh / crìonadh mòr ann an tomhas-lìonaidh rè pròiseasan cosgais-sgaoilidh a-rithist a’ leantainn gu crìonadh comas luath agus coileanadh ìre ìosal de electrodan iarann ogsaid. A bharrachd air an sin, tha giùlan dealain gu math ìosal aig stuthan mòr-ocsaíd iarainn. Gus dèiligeadh ris na cùisean sin, tha luchd-rannsachaidh gu ìre mhòr air gabhail ri ro-innleachdan leithid morf-eòlas agus smachd structair, còmhdach gualain, agus togail stuthan co-dhèanta le fo-stratan fìor ghiùlain. Bidh na dòighean-obrach sin gu tric a’ coileanadh buaidhean synergistic tro mheasgachadh de dh’ ioma ro-innleachdan, agus chaidh beagan adhartais a dhèanamh.
Còₓ
Chaidh cobalt oxides (CoOₓ), leithid Co₃O₄ agus CoO, a sgrùdadh gu farsaing cuideachd mar stuthan anod airson bataraidhean lithium-ion air sgàth an comasan sònraichte teòiridheach. Coltach ri ocsaidean iarainn, tha CoOₓ a’ fulang leis na h-aon dhùbhlain: atharrachaidhean mòra rè a’ phròiseas cosgais-sgaoilidh, droch ghiùlan dealain gnèitheach, agus cinéitic freagairt slaodach, a’ leantainn gu crìonadh luath ann an comas agus droch sheasmhachd rothaireachd. Guan et al. nanodisks singilte-ìre a h-ochd-Co₃O₄ le taobhan a’ cleachdadh ocsaidean mar ro-ruithear freagairt. Bha meud mìrean de 100 - 200 nm aig na nanodisks sin agus lìbhrig iad comas sònraichte mu 474 mA · h / g nuair a bha iad air an rothaireachd aig dùmhlachd sruth àrd. Tha an toradh seo a’ nochdadh gu bheil buaidh mhòr aig morf-eòlas agus meud mìrean air coileanadh electrochemical CoOₓ. Wang et al. nanoneedles Co₃O₄ ullaichte air fhàs gu dìreach air substrate titanium a’ cleachdadh dòigh hydrothermal. Bha na nanoneedles sin chan ann a-mhàin a’ taisbeanadh conaltradh dealain sàr-mhath leis an neach-cruinneachaidh gnàthach ach cuideachd gu h-èifeachdach air leudachadh meud buffer. Às deidh 30 cearcall aig 0.2C, chùm iad fhathast comas àrd reversible de 1015 mA·h/g.
Airson siostaman co-dhèanta CoOₓ air a dhèanamh suas de dhà no barrachd phàirtean, faodaidh a’ bhuaidh synergistic eadar na pàirtean tuilleadh leasachaidh a dhèanamh air coileanadh electrochemical iomlan. Mar eisimpleir, le bhith a’ cothlamadh cobalt oxide le stuthan stèidhichte air gualain a tha gu math giùlain no ocsaidean meatailt eile faodaidh e coileanadh reata agus seasmhachd rothaireachd àrdachadh gu mòr. Tha seo air leantainn gu barrachd aire a thaobh dealbhadh agus leasachadh siostaman co-dhèanta san raon seo.
ZnO
Tha sinc ocsaid cuideachd air mòran aire a tharraing mar stuth anod airson bataraidhean lithium-ion air sgàth a chomas sònraichte teòiridheach àrd, cosgais ìosal, furasta ullachadh, agus morf-eòlasan eadar-dhealaichte. Bidh ZnO ag ath-fhreagairt le lithium tro uidheamachd aonaichte de alloying (a’ cruthachadh an alloy Li-Zn) agus tionndadh (a ’cruthachadh Li₂O). Faodaidh an comas sònraichte teòiridheach aige 978 mA · h / g a ruighinn, a tha gu math nas àirde na comas anodan grafait. Ach, tha sinc ocsaid a’ fulang le droch ghiùlan dealain, leudachadh mòr / crìonadh meud rè chuairtean cosgais-sgaoilidh a-rithist, agus gineadh mòran de Li₂O neo-ghnìomhach aig àm rothaireachd. Bidh na factaran sin a’ leantainn gu crìonadh comas luath, coileanadh ìre ìosal, agus beatha rothaireachd goirid electrodes ZnO. Gus dèiligeadh ris na cùisean sin, tha luchd-rannsachaidh sa mhòr-chuid air gabhail ri ro-innleachdan leithid morf-eòlas agus smachd structair, còmhdach gualain, dopadh le heteroatoms, agus togail stuthan co-dhèanta stèidhichte air ZnO le fo-stratan fìor ghiùlain. Bidh na dòighean sin gu tric a’ coileanadh coileanadh stòraidh lithium nas fheàrr le bhith a’ cothlamadh ro-innleachdan ioma-atharrachaidh, agus tha cuid de choimeasgaidhean zincate meatailt cuideachd a’ taisbeanadh coileanadh electrochemical sàr-mhath.
4. MPₓ
Tha fosphides meatailt cuideachd air mòran aire a tharraing ann a bhith a’ cleachdadh stuthan anod airson bataraidhean lithium-ion anns na bliadhnachan mu dheireadh. Mar as trice bidh na todhar sin ag ath-fhreagairt le lithium tro uidheamachd tionndaidh agus gu tric bidh comasan sònraichte teòiridheach aca mar thoradh air ath-bheachdan gluasad dealanach ioma- gach aonad foirmle. Ach, mar as trice bidh iad a’ fulang le leudachadh meud mòr aig àm lithiation / delithiation, a’ leantainn gu pulverization agus call conaltradh dealain eadar gràinean gnìomhach agus an neach-cruinneachaidh gnàthach, a tha gu mòr a’ cuingealachadh an cleachdadh practaigeach.
Nam measg, tha fosphides stèidhichte air iarann, cobalt, nicil agus copar air a bhith air an sgrùdadh gu dian anns na bliadhnachan mu dheireadh. A’ gabhail fosphides iarainn mar eisimpleir, faodaidh na comasan sònraichte teòiridheach aca ruighinn 500–1800 mA·h/g. A bharrachd air an sin, mar as trice bidh fosphides meatailt a’ nochdadh bholtaids stòraidh lithium nas àirde (mar as trice 0.5–1 V vs Li⁺/Li) na ocsaidean meatailte agus sulfides meatailt, a chuidicheas le bhith a’ lughdachadh cunnart cruthachadh lithium dendrite aig àm cosgais luath. A bharrachd air an sin, mar as trice bidh fosphides meatailt a’ taisbeanadh giùlan dealain nas àirde na na ocsaidean meatailt co-fhreagarrach, a tha buannachdail airson coileanadh reata a leasachadh. Mar sin, tha dealbhadh reusanta de nanostructures phosphide meatailt agus an stuth co-dhèanta le stuthan stèidhichte air carbon air a thighinn gu bhith na stiùireadh rannsachaidh cudromach san raon seo. Tha eisimpleirean a’ toirt a-steach Ni₂P, NiP₂, NiP₃, Ni₅P₄, CoP, Co₂P, CoP₃, FeP, FeP₂, Cu₃P, msaa. Tha na todhar sin uile air coileanadh stòraidh lithium sàr-mhath a nochdadh ann an rannsachadh, a’ nochdadh comas mòr airson cleachdadh practaigeach. Faodaidh todhar ternary Ni₂P agus Li-Ni-P eadhon ath-bheachdan eadar-cheangail / dì-ghalarachaidh lithium ultrafast a choileanadh mar thoradh air na structaran sònraichte aca agus an giùlan dealain àrd.