ကူးပြောင်းခြင်း-အမျိုးအစား အန်နိုဒိတ်ပစ္စည်းများတွင် အဓိကအားဖြင့် သတ္တုအောက်ဆိုဒ်များ၊ ဖော့စဖိုက်များ၊ ဆာလ်ဖိဒ်နှင့် နိုက်ထရိတ်များ ပါဝင်သည်။ လျှပ်စစ်ဓာတုဖြစ်စဉ်များတွင်၊ ဤပစ္စည်းများသည် ဖွဲ့စည်းခြင်း သို့မဟုတ် ပြိုကွဲခြင်းကို မြှင့်တင်ပေးသည်။လီသီယမ်ဒြပ်ပေါင်းများသတ္တုများ၏ လျော့ချခြင်း သို့မဟုတ် ဓာတ်တိုးတုံ့ပြန်မှုများမှတဆင့်။ ၎င်းတို့သည် များစွာသော-အီလက်ထရွန် redox လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ပါဝင်နိုင်သောကြောင့်၊ ဤပစ္စည်းများအပေါ် အခြေခံ၍ anodes သည် 1000 mA·bg အထိ မြင့်မားသော နောက်ပြန်လှည့်နိုင်သောစွမ်းရည်ကို ပြသသည်။
FeOₓ
၎င်းတို့၏ ကုန်ကျစရိတ် သက်သာခြင်း၊ အဆိပ်သင့်မှု နည်းပါးခြင်း၊ ပေါများသော သဘာဝ အရန်များ နှင့် အထူးသဖြင့် သီအိုရီ တိကျသော စွမ်းရည် မြင့်မားမှုကြောင့်၊ သံအောက်ဆိုဒ် ပစ္စည်းများ အား လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများအတွက် anode ပစ္စည်းများအဖြစ် အကျယ်တဝင့် လေ့လာခဲ့ပါသည်။ အသုံးများသော သံအောက်ဆိုဒ်ဒြပ်ပေါင်းများသည် -Fe₂O₃၊ -Fe₂O₃ နှင့် Fe₃O₄ တို့ ပါဝင်သည်။ ဤဒြပ်ပေါင်းများသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 1007 mAh/g နှင့် 926 mA·h/g တို့၏ သီအိုရီအရ သီးခြားစွမ်းရည်ကို ပြသသည်။ သို့ရာတွင်၊ သံအောက်ဆိုဒ်သည် လက်တွေ့အသုံးချမှုတွင် ပြဿနာများစွာ ကြုံတွေ့ရသည်။ ထပ်ခါတလဲလဲ အားသွင်းခြင်း-ထုတ်လွှတ်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း အီလက်ထရွန်/အိုင်းယွန်း သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး၏ နှေးကွေးသော ရွေ့ပြောင်းမှုနှင့် ပြင်းထန်သော ထုထည်ချဲ့ထွင်ခြင်း/ကျုံ့ခြင်းတို့သည် သံအောက်ဆိုဒ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ စွမ်းဆောင်ရည် လျင်မြန်စွာ ပျက်စီးခြင်းနှင့် သံအောက်ဆိုဒ်လျှပ်ကူးများ၏ စွမ်းဆောင်ရည် ညံ့ဖျင်းမှုကို ဖြစ်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ အမြောက်အများဖြစ်သော သံအောက်ဆိုဒ်ပစ္စည်းများသည် ပင်ကိုယ်အားဖြင့် လျှပ်စစ်စီးကူးနိုင်မှု နည်းပါးသည်။ အဆိုပါပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန်၊ သုတေသီများသည် ပုံသဏ္ဍာန်နှင့်ဖွဲ့စည်းပုံထိန်းချုပ်မှု၊ ကာဗွန်အပေါ်ယံပိုင်းနှင့် လျှပ်ကူးမှုမြင့်မားသောအလွှာများဖြင့် ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများတည်ဆောက်ခြင်းစသည့် နည်းဗျူဟာများကို အဓိကအားဖြင့် ချမှတ်ခဲ့သည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုများသည် နည်းဗျူဟာမျိုးစုံကို ပေါင်းစပ်ခြင်းအားဖြင့် ပေါင်းစပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုများ ရရှိလေ့ရှိပြီး အချို့သော တိုးတက်မှုများ ရရှိခဲ့ပါသည်။
CoOₓ
Co₃O₄ နှင့် CoO ကဲ့သို့သော ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ်များ (CoOₓ) ကို လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများအတွက် ၎င်းတို့၏ သီအိုရီအရ တိကျသောစွမ်းရည်များကြောင့် ကျယ်ပြန့်စွာလေ့လာခဲ့ကြသည်။ သံအောက်ဆိုဒ်များကဲ့သို့ CoOₓ သည် တူညီသောစိန်ခေါ်မှုများကို ကြုံတွေ့နေရသည်- အားသွင်းခြင်း-ထုတ်လွှတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ထုထည်ကြီးမားသောပြောင်းလဲမှု၊ ပင်ကိုယ်လျှပ်စစ်စီးကူးမှု ညံ့ဖျင်းမှုနှင့် တုံ့ပြန်မှုနှေးကွေးသော ရွေ့ပြောင်းမှုတို့ကြောင့် စွမ်းရည်ယိုယွင်းခြင်းနှင့် စက်ဘီးစီးခြင်းတည်ငြိမ်မှု ညံ့ဖျင်းခြင်းတို့ကြောင့်ဖြစ်သည်။ ဂွမ် et al ။ အောက်ဆီဂျင်ကို တုံ့ပြန်မှုရှေ့ပြေးနိမိတ်အဖြစ် အသုံးပြုကာ တစ်ခုတည်းသော-အဆင့်ရှစ်-တစ်ဖက်သတ် Co₃O₄ နာနိုဒစ်များကို ပေါင်းစပ်ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ဤ nanodisks များသည် 100-200 nm အမှုန်အမွှားအရွယ်အစားရှိပြီး မြင့်မားသောလက်ရှိသိပ်သည်းဆဖြင့် စက်ဘီးစီးသောအခါ ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 474 mAh/g ခန့်၏ နောက်ပြန်လှည့်နိုင်သော တိကျသောစွမ်းရည်ကို ပေးစွမ်းသည်။ ဤရလဒ်သည် CoOₓ ၏ ဓာတ်ပြုမှုအပေါ် သိသာထင်ရှားသော အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိကြောင်း ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အမှုန်အမွှားအရွယ်အစားကို ဖော်ပြသည်။ Wang et al ။ ဟိုက်ဒရိုအပူနည်းကို အသုံးပြု၍ တိုက်တေနီယမ်အလွှာပေါ်တွင် တိုက်ရိုက်စိုက်ပျိုးထားသော Co₃O₄ နာနိုနီစေ့များကို ပြင်ဆင်ထားသည်။ ဤ nanoneedles များသည် လက်ရှိစုဆောင်းသူနှင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်အဆက်အသွယ်ကို ပြသရုံသာမက ထုထည်ချဲ့ထွင်မှုကို ထိထိရောက်ရောက် ခံနိုင်ရည်ရှိစေသည်။ 0.2C တွင် 30 လည်ပတ်ပြီးနောက်၊ ၎င်းတို့သည် မြင့်မားသော နောက်ပြန်လှည့်နိုင်သောစွမ်းရည် 1015 mAh/g ကို ဆက်လက်ထိန်းသိမ်းထားသည်။
အစိတ်အပိုင်း နှစ်ခု သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပိုသော အစိတ်အပိုင်းများ ပေါင်းစပ်ထားသော CoOₓ ပေါင်းစပ်စနစ်များအတွက်၊ အစိတ်အပိုင်းများကြား ပေါင်းစပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် လျှပ်စစ်ဓာတုဆိုင်ရာ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုတိုးတက်စေနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ်သည် အလွန်လျှပ်ကူးနိုင်သော ကာဗွန်-အခြေခံပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် အခြားသတ္တုအောက်ဆိုဒ်များကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် နှုန်းစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စက်ဘီးစီးခြင်းကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပါသည်။ ယင်းကြောင့် ဤနယ်ပယ်ရှိ ပေါင်းစပ်စနစ်များ၏ ဒီဇိုင်းနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအပေါ် အာရုံစိုက်မှု တိုးလာစေသည်။
ZnO
ဇင့်အောက်ဆိုဒ်သည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများအတွက် anode ပစ္စည်းတစ်ခုအနေဖြင့်လည်း ၎င်း၏သီအိုရီပိုင်းအရ တိကျသောစွမ်းရည်၊ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာခြင်း၊ ပြင်ဆင်ရလွယ်ကူခြင်းနှင့် ကွဲပြားသောပုံစံအမျိုးမျိုးကြောင့် ကျယ်ပြန့်သောအာရုံစိုက်မှုကို ဆွဲဆောင်ထားပါသည်။ ZnO သည် ပေါင်းစပ်ယန္တရား (Li-Zn အလွိုင်းဖွဲ့စည်းခြင်း) နှင့် ပြောင်းလဲခြင်း (Li₂O ပုံစံ) မှတဆင့် လစ်သီယမ်နှင့် ဓာတ်ပြုသည်။ ၎င်း၏သီအိုရီအရ သီးခြားစွမ်းရည်သည် 978 mAh/g အထိရောက်ရှိနိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် graphite anodes များထက် သိသိသာသာမြင့်မားသည်။ သို့သော်၊ ဇင့်အောက်ဆိုဒ်သည် လျှပ်စစ်စီးကူးမှု ညံ့ဖျင်းခြင်း၊ ထပ်ခါတလဲလဲ အားသွင်းခြင်း-ထုတ်လွှတ်သည့် စက်ဝန်းအတွင်း ပြင်းထန်သော ထုထည်ချဲ့ထွင်မှု/ကျုံ့ခြင်းနှင့် စက်ဘီးစီးနေစဉ် မလှုပ်ရှားနိုင်သော Li₂O အမြောက်အမြားကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ဤအချက်များသည် လျင်မြန်သောစွမ်းရည်ယိုယွင်းမှု၊ စွမ်းဆောင်ရည်နိမ့်ကျမှုနှင့် ZnO လျှပ်ထရိုဒိုက်များ၏ စက်ဝန်းသက်တမ်းတိုခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။ အဆိုပါပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန်၊ သုတေသီများသည် ပုံသဏ္ဍာန်နှင့်ဖွဲ့စည်းပုံထိန်းချုပ်မှု၊ ကာဗွန်အပေါ်ယံပိုင်း၊ heteroatoms နှင့်အတူ doping၊ နှင့် ZnO-အခြေခံပေါင်းစပ်မှုအားကောင်းသောအလွှာများဖြင့်တည်ဆောက်ခြင်းကဲ့သို့သောမဟာဗျူဟာများကိုအဓိကအားဖြင့်အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဤနည်းလမ်းများသည် အမျိုးမျိုးသော ပြုပြင်မွမ်းမံနည်းဗျူဟာများကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော လီသီယမ်သိုလှောင်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိလေ့ရှိပြီး အချို့သောသတ္တုဇင့်နိတ်ဒြပ်ပေါင်းများသည်လည်း အလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်ဓာတုလုပ်ဆောင်ချက်ကို ပြသပါသည်။
4. MPₓ
သတ္တုဖော့စဖိုက်များသည် မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများအတွက် anode ပစ္စည်းများအသုံးပြုရာတွင်လည်း ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အာရုံစိုက်လာခဲ့သည်။ ဤဒြပ်ပေါင်းများသည် ယေဘူယျအားဖြင့် ပြောင်းလဲခြင်းယန္တရားတစ်ခုမှတဆင့် လီသီယမ်နှင့် ဓာတ်ပြုကြပြီး ဖော်မြူလာယူနစ်တစ်ခုလျှင် အီလက်ထရွန်အများအပြား လွှဲပြောင်းတုံ့ပြန်မှုများကြောင့် သီအိုရီဆိုင်ရာ သီးခြားစွမ်းရည်များ အလွန်မြင့်မားလေ့ရှိသည်။ သို့ရာတွင်၊ ၎င်းတို့သည် ယေဘုယျအားဖြင့် lithiation/delithiation ကာလအတွင်း ကြီးမားသောထုထည်ချဲ့ထွင်ခြင်းကို ခံစားနေကြရပြီး ၎င်းတို့၏လက်တွေ့အသုံးချမှုကို ပြင်းထန်စွာကန့်သတ်ထားသည့် တက်ကြွသောအမှုန်များနှင့် လက်ရှိစုဆောင်းသူကြားတွင် အမှုန်အမွှားများနှင့် လျှပ်စစ်အဆက်အသွယ်များ ဆုံးရှုံးသွားစေသည်။
၎င်းတို့အနက်၊ သံ၊ ကိုဘော့၊ နီကယ်နှင့် ကြေးနီ-ဖော့စဖိုက်များကို မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း အပြင်းအထန် လေ့လာခဲ့သည်။ သံဖော့စ်ဖိုက်များကို နမူနာအဖြစ် ယူ၍ ၎င်းတို့၏သီအိုရီဆိုင်ရာ တိကျသောစွမ်းရည်များသည် 500-1800 mAh/g အထိရောက်ရှိနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ သတ္တုဖော့စဖိုက်များသည် ယေဘုယျအားဖြင့် လီသီယမ်သိုလှောင်မှုဗို့အား (များသောအားဖြင့် 0.5–1 V နှင့် Li⁺/Li) ကို သတ္တုအောက်ဆိုဒ်များနှင့် သတ္တုဆာလဖိဒ်များထက် ပိုမိုမြင့်မားစွာပြသနိုင်ပြီး၊ အားသွင်းစဉ်အတွင်း လီသီယမ်ဒန်းဒရိုက်ဖြစ်ပေါ်နိုင်ခြေကို လျှော့ချပေးသည်။ ထို့အပြင်၊ သတ္တုဖော့စဖိုက်များသည် ယေဘုယျအားဖြင့် သက်ဆိုင်ရာသတ္တုအောက်ဆိုဒ်များထက် ပိုမိုမြင့်မားသောလျှပ်စစ်စီးကူးမှုကို ပြသနိုင်သည်၊ ၎င်းသည် နှုန်းစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အကျိုးပြုသည်။ ထို့ကြောင့်၊ သတ္တုဖော့စဖိုက် နာနိုဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် ၎င်းတို့၏ ကာဗွန်{10}}အခြေခံပစ္စည်းများဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော ဒီဇိုင်းသည် ဤနယ်ပယ်တွင် အရေးကြီးသော သုတေသနလမ်းညွှန်ချက်တစ်ခု ဖြစ်လာပါသည်။ ဥပမာများတွင် Ni₂P၊ NiP₂၊ NiP₃၊ Ni₅P₄၊ CoP၊ Co₂P၊ CoP₃၊ FeP၊ FeP₂၊ Cu₃P အစရှိသည်တို့ ပါဝင်ပါသည်။ ဤဒြပ်ပေါင်းများအားလုံးသည် သုတေသနတွင် အလွန်ကောင်းမွန်သော လီသီယမ်သိုလှောင်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသထားပြီး လက်တွေ့အသုံးချနိုင်သော အလားအလာကောင်းများကို ပြသထားသည်။ Ni₂P နှင့် Li–Ni–P ternary ဒြပ်ပေါင်းများသည် အလွန်မြန်သော လစ်သီယမ်{14}}အိုင်းယွန်းအဆက်ဖြတ်ခြင်း/deintercalation တုံ့ပြန်မှုများကိုပင် ၎င်းတို့၏ထူးခြားသောဖွဲ့စည်းပုံနှင့် လျှပ်စစ်စီးကူးနိုင်မှုတို့ကြောင့်ပင် ရရှိနိုင်သည်။