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xiehaimei515

金虫 (正式写手)

[求助] 硅电极 已有3人参与

各位好,我现在在做硅电极,材料是电子束沉积的,现在发现其容量比理论比容量4200翻了一倍,而且还会出现放电时电位下不去,充不了点的情况,请问大家这是什么原因
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田中拓裤子

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★
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xiehaimei515: 金币+2, 有帮助 2015-01-17 17:14:54
Si电极在第一次充放电阶段会产生大量的不可逆能量,如果你用的是1st cycle的数据计算的理论容量,会超过最大值4200
如果计算上没问题的话,充放电反应面积如果大于预测面积的话(合金化Si的质量变大),容量也是会超的。这些都是常见的失误,一般计算值可能在3500以下

无法充电的问题,不知道你的Si材料是什么构造,用的什么电池基板(copper?),你提到electron beam,应该就是薄膜了吧。Si薄膜根据厚度不同,电极寿命和充放电特性也是不一样的。
由于Si在充放电期间有剧烈的体积膨胀反应,最好充放电后观察一下你的电极表面,是否Si活性物质已经脱落
田中先生教做人
4楼2015-01-16 20:02:58
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田中拓裤子

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★
xiehaimei515: 金币+2, ★★★很有帮助 2015-01-18 13:09:29
引用回帖:
7楼: Originally posted by xiehaimei515 at 2015-01-17 17:17:34
不仅仅是第一圈比容量超过4200,循环几圈都是这样,我就小电流循环了几圈发现脱落很严重,但是比容量依然超过4200...

首先,感觉你对测试的材料不是很了解。。基板只有玻璃的话,Si是不导电的,之间应该会有金属,关于电极的构造你一定漏掉了很多信息。不过,Si薄膜在充放电过程中会有Si活物质脱落现象,不管使用什么基板什么样的制作环境都是一样的,所以问题不在这上面。

第二,你的充放电曲线没有异常,C/20算很慢了,个人的建议C/8、C/10就属于慢的了,另外充放电时可以试试 CC-CV mode,曲线会呈现更多信息。

第三,可以简单确认一下,比容量的算法是:
测试容量(mAh) / Si反应面积*厚度*Si密度(g)  ,Si薄膜比容量的理论计算值是3500以下,你参考一下这个数值,对比对比和自己的差了大概多少%
因为不知道你的电池构造,这里就不乱猜想了。如果你能提示你的half-cell构造图,应该能知道问题出在哪里。

这几点建议,相信对你会有启发
田中先生教做人
11楼2015-01-18 02:20:34
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普通回帖

yuzhiboyou

新虫 (著名写手)

你长得好文静
2楼2015-01-16 12:46:31
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godsdream09

银虫 (正式写手)

你用的什么衬底,什么测试条件
心若在,梦若在。
3楼2015-01-16 19:18:13
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yuehw11

禁虫 (正式写手)


感谢参与,应助指数 +1
xiehaimei515: 金币+1 2015-01-17 17:22:55
本帖内容被屏蔽

5楼2015-01-17 10:12:05
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yuehw11

禁虫 (正式写手)


xiehaimei515: 金币+1 2015-01-17 17:22:47
本帖内容被屏蔽

6楼2015-01-17 10:12:54
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xiehaimei515

金虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by 田中拓裤子 at 2015-01-16 20:02:58
Si电极在第一次充放电阶段会产生大量的不可逆能量,如果你用的是1st cycle的数据计算的理论容量,会超过最大值4200
如果计算上没问题的话,充放电反应面积如果大于预测面积的话(合金化Si的质量变大),容量也是会 ...

不仅仅是第一圈比容量超过4200,循环几圈都是这样,我就小电流循环了几圈发现脱落很严重,但是比容量依然超过4200
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7楼2015-01-17 17:17:34
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xiehaimei515

金虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by yuehw11 at 2015-01-17 10:12:05
你的衬底是什么?电子束蒸发的时候衬底温度是多少?“放电时电位下不去”也就是说一直在放电,你的电流密度是多少,窗口呢?我觉得是你的电池坏了。

沉积到玻璃上的,说是沉积的时候对衬底没有加温,电流的话是C/20
加油
8楼2015-01-17 17:22:26
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xiehaimei515

金虫 (正式写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by yuehw11 at 2015-01-17 10:12:54
你看下测试的充放电曲线,是不是波动的?

曲线还是挺正常的
加油
9楼2015-01-17 17:22:49
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xiehaimei515

金虫 (正式写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by yuehw11 at 2015-01-17 10:12:54
你看下测试的充放电曲线,是不是波动的?

充放电曲线
硅电极
1.png

加油
10楼2015-01-17 17:31:19
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