- тибындагы анод материалларына конверсия металл оксидлар, фосфидлар, сульфидлар һәм нитридлар керә. Электрохимик процессларда бу материаллар формалашуга яки черүгә ярдәм итәлитий кушылмаларыметаллларның кимүе яки оксидлашу реакцияләре аша. Алар күп - электрон редокс процессларында катнаша алганга, бу материалларга нигезләнгән анодлар кире магистральне 1000 мА · бг кадәр күрсәтәләр.
FeOₓ
Аларның аз бәясе, чагыштырмача аз токсиклылыгы, мул табигый запаслары, һәм аеруча югары теоретик сыйдырышлыгы аркасында, тимер оксиды материаллары литий {{0} ion ион батарейкалары өчен анод материаллары буларак киң өйрәнелгән. Гомуми тимер оксиды кушылмаларына - Fe₂O₃, - Fe₂O₃, һәм Fe₃O₄ керә. Бу кушылмалар теоретик конкрет куәтләрен күрсәтәләр, якынча 1007 mA · h / g һәм 926 mA · h / g. Ләкин, тимер оксиды практик куллану вакытында күп проблемалар белән очраша. Электрон / ион транспортының әкрен кинетикасы һәм кат-кат корылма - агызу процесслары вакытында каты күләмнең киңәюе / кысылуы, тимер оксиды электродларының тиз тиз бозылуына һәм начар эшләвенә китерә. Моннан тыш, күпчелек тимер оксиды материаллары түбән электр үткәрүчәнлегенә ия. Бу проблемаларны чишү өчен, тикшерүчеләр, нигездә, морфология һәм структураны контрольдә тоту, углерод каплау, югары үткәргеч субстратлар белән композицион материаллар төзү кебек стратегияләр кабул иттеләр. Бу алымнар еш кына күп стратегияләр кушылуы аша синергистик эффектларга ирешәләр, һәм кайбер алгарышлар булды.
CoOₓ
Кобальт оксидлары (CoOₓ), Co₃O₄ һәм CoO, шулай ук югары теоретик конкрет куәтләре аркасында литий {{0} ion ион батарейкалары өчен анод материаллары буларак киң өйрәнелгән. Тимер оксидлары кебек, CoOₓ да шул ук проблемалардан интегә: корылма - агызу процессында зур күләмдәге үзгәрешләр, эчке электр үткәрүчәнлегенең начарлыгы, әкрен реакция кинетикасы, нәтиҗәдә тиз тиз бозылу һәм велосипед тотрыклылыгы начар. Гуан һ.б. синтезланган бер - фаза сигез {{5} id яклы Co₃O₄ нанодисклары реакция прекурсоры буларак кислород кулланып. Бу нанодисклар кисәкчәләрнең зурлыгы 100–200 нм булган һәм югары ток тыгызлыгында велосипедта якынча 474 мА · с / г кире кайтарыла торган конкрет сыйдырышлык китергән. Бу нәтиҗә морфология һәм кисәкчәләрнең зурлыгы CoOₓның электрохимик эшенә зур йогынты ясавын күрсәтә. Ванг һ.б. әзерләнгән Co₃O₄ нанонедллары гидротермик ысул ярдәмендә турыдан-туры титан субстратында үсә. Бу нанонедллар хәзерге коллектор белән яхшы электр элемтәсен күрсәтеп калмыйча, күләмнең киңәюен эффектив буферладылар. 0,2С температурасында 30 циклдан соң, алар әле 1015 мА · с / г югары кире әйләнеш көчен саклап калдылар.
Ике яки күбрәк компоненттан торган CoOₓ композит системалары өчен компонентлар арасындагы синергистик эффект гомуми электрохимик эшне тагын да яхшырта ала. Мәсәлән, кобальт оксидын югары үткәргеч углерод - нигезендәге материаллар яки башка металл оксидлары белән берләштерү тизлек күрсәткечләрен һәм велосипедта тотрыклылыкны сизелерлек күтәрә ала. Бу бу өлкәдә композит системаларны проектлауга һәм үстерүгә игътибарны арттыруга китерде.
ZnO
Incинк оксиды шулай ук чагыштырмача югары теоретик конкрет сыйдырышлыгы, аз бәясе, әзерлек җиңеллеге һәм төрле морфология аркасында литий {{0} ion ион батарейкалары өчен анод материалы буларак зур игътибар җәлеп итте. ZnO литий белән эретелгән эретү механизмы (Li - Zn эритмәсе формалаштыру) һәм конверсия (Li₂O формалаштыру) аша реакцияләнә. Аның теоретик конкрет сыйдырышлыгы 978 мА · с / г га җитә ала, бу графит анодлардан күпкә югарырак. Ләкин, цинк оксиды начар электр үткәрүчәнлегеннән, каты корылма - агызу циклында каты күләмнең киңәюеннән / кысылуыннан, һәм велосипедта күп күләмдә актив булмаган Li₂O барлыкка килүеннән интегә. Бу факторлар тиз сыйдырышлыкның тиз бозылуына, тизлекнең начар эшләвенә, ZnO электродларының кыска цикллы гомеренә китерәләр. Бу проблемаларны чишү өчен, тикшерүчеләр, нигездә, морфология һәм структураны контрольдә тоту, углерод каплау, гетероатом белән допинг һәм югары үткәргеч субстратлар белән ZnO - композитлар төзү кебек стратегияләр кабул иттеләр. Бу ысуллар еш модификация стратегиясен берләштереп яхшырак литий саклауга ирешәләр, һәм кайбер металл цинкат кушылмалары шулай ук искиткеч электрохимик күрсәткечләр күрсәтәләр.
4. MPₓ
Металл фосфидлар соңгы елларда литий {{0} ion ион батарейкалары өчен анод материалларын куллануда киң игътибар җәлеп иттеләр. Бу кушылмалар, гадәттә, литий белән конверсия механизмы аша реакцияләнә һәм формула берәмлегенә күп {{2} электрон тапшыру реакцияләре аркасында еш кына бик югары теоретик үзенчәлекләргә ия. Ләкин, алар, гадәттә, литиация / делитация вакытында зур күләмнең киңәюеннән интегәләр, актив кисәкчәләр һәм хәзерге коллектор арасында электр контактының югалуына китерәләр, бу аларның практик кулланылышын чикли.
Алар арасында тимер, кобальт, никель, бакыр - нигезендәге фосфидлар соңгы елларда интенсив өйрәнелгән. Мисал итеп тимер фосфидларны алсак, аларның теоретик үзенчәлекләре 500-1800 мА · с / г га җитә ала. Моннан тыш, металл фосфидлар, гадәттә, литий саклау көчәнешләрен күрсәтәләр (гадәттә 0,5-1 V vs. Li⁺ / Li), металл оксидларына һәм металл сульфидларга караганда, бу тиз корылма вакытында литий дендрит формалашу куркынычын киметергә ярдәм итә. Моннан тыш, металл фосфидлар, гадәттә, металл оксидларына караганда, югары электр үткәрүчәнлеген күрсәтәләр, бу тизлекне яхшырту өчен файдалы. Шуңа күрә, металл фосфид наноструктураларының һәм аларның композитларының углерод - нигезендәге материаллар белән рациональ дизайны бу өлкәдә мөһим тикшеренү юнәлешенә әйләнде. Мисалларга Ni₂P, NiP₂, NiP₃, Ni₅P₄, CoP, Co₂P, CoP₃, FeP, FeP₂, Cu₃P һ.б. керә. Бу кушылмалар барысы да литий саклауның яхшы күрсәткечләрен күрсәттеләр, практик куллану өчен зур потенциал күрсәттеләр. Ni₂P һәм Li - Ni - P өченче кушылмалар хәтта ультрафаст литий {{14} ion ион инкальация / деинтеркальация реакцияләренә, уникаль структуралары һәм югары электр үткәрүчәнлеге аркасында ирешә алалар.