Warum hat die Reaktionsrate von Silizium in Lithium-Ionen-Batterien starkes Rauschen?

Die Reaktionsrate von Silizium in Lithium-Ionen-Batterien zeigt ein starkes Rauschen aufgrund mehrerer Faktoren. Erstens ist Silizium ein Material, das während des Lade- und Entladeprozesses signifikante Volumenänderungen erfährt. Diese Volumenänderungen können zu mechanischen Spannungen und Rissen im Material führen, was die elektrische Leitfähigkeit und die Reaktionskinetik beeinträchtigt.

Zweitens kann die heterogene Struktur von Siliziumkomponenten, die aus verschiedenen Partikeln oder Phasen bestehen, zu unterschiedlichen Reaktionsgeschwindigkeiten führen. Diese Unterschiede in der Reaktionskinetik können zu einem unregelmäßigen Verhalten der Reaktionsrate führen.

Drittens spielen auch die elektrochemischen Eigenschaften eine Rolle. Die Diffusion von Lithium-Ionen in das Silizium und die Bildung von Lithium-Silizium-Phasen können variieren, was ebenfalls zu Schwankungen in der Reaktionsrate führt.

Zusammengefasst resultiert das starke Rauschen in der Reaktionsrate von Silizium in Lithium-Ionen-Batterien aus mechanischen, strukturellen und elektrochemischen Faktoren, die während des Lade- und Entladeprozesses interagieren.