Påføring av nano-silisiumpulver som negativt elektrodemateriale i litiumbatterier

Påføring av nano-silisiumpulver som negativt elektrodemateriale i litiumbatterier
Handlingsprinsipp
På grunn av den høye absorpsjonshastigheten til nanosilisium i litiumbatterier, kan bruk av nanosilisiumpulver i litiumbatterier øke kapasiteten betydelig (teoretisk opp til 4000mA/t). Ved å bruke nano-silisiumpulver og grafitt som råmateriale, erstatte nanokarbonpulver, som negative elektrodematerialer for litiumbatterier, ble silisium/grafitt-kompositter fremstilt ved mekanisk kulefresing. Strukturen og ytelsen til materialene ble preget av XRD, SEM og elektrokjemisk testing. Ulike masseforhold av silisium og grafitt ble kulemalt, og de tilsvarende komposittene ble ladet og tømt. Det optimale forholdet mellom silisium og grafitt ble funnet, med en verdi på 1:9. Å komponere Si-C komposittmaterialer kan effektivt redusere ekspansjonen forårsaket av absorpsjon av litiumioner av silisium, øke affiniteten med elektrolytten, lette spredningen og forbedre syklingsytelsen. Å bruke nano-silisiumpulver til å lage nano-silisiumtråder for bruk i det negative elektrodematerialet til oppladbare litiumbatterier, eller belegge grafitt på overflaten av nanosilisiumpulver som det negative elektrodematerialet til oppladbare litiumbatterier, kan øke kapasitansen og ladeutladningssyklusen oppladbare litiumbatterier mer enn tre ganger. De eksperimentelle resultatene viser at det oppnådde materialet har både høyere syklingsytelse enn rent nano-silisium og høyere reversibel kapasitet enn grafitt, samtidig som det øker kapasiteten til litiumbatterier betydelig. Når masseforholdet mellom silisium og grafitt er 4:6, går kapasitetsreduksjonen raskere. Etter 25 sykluser er kapasiteten 200mA. h/g, så silisiuminnholdet i kompositten bør ikke være for høyt. Hvis silisiuminnholdet er høyt, kan ikke grafitten spre silisiumet godt, og sjansene for kontakt mellom nanosilisium øker, noe som fører til agglomerering og en reduksjon i Coulombic effektivitet og syklingsytelse. Når masseforholdet mellom silisium og grafitt er 3:7, Selv om den reversible kapasiteten til kompositten etter 25 sykluser er større enn den reversible kapasiteten når masseforholdet mellom silisium og grafitt er 4:6 (ca. 240mA.h/g), det kan ses av kurven at dempningen fortsatt er rask. Det kan sees at når masseforholdet mellom silisium og grafitt er 1:9 og 2:8, er sykkelytelsen bedre, mens 1:9 er bedre. På grunn av det faktum at prisen på nanosilisium er mye høyere enn for grafitt, hvis den brukes i produksjonspraksis, er et forhold mellom silisium og grafitt på 1:9 mer økonomisk. Sammenlignet med ren grafitt er den reversible kapasiteten til kompositten med et masseforhold på 1:9 kraftig forbedret, som er mer enn det dobbelte av grafitt. Sykkelytelsen er også god, og når 310mA.h/g etter 30 sykluser. Silisium og silisiumholdige materialer har høy spesifikk kapasitet som negative elektrodematerialer for litiumionbatterier, og den teoretiske kapasiteten til silisium er 4200mA.h/g. Grafitt/nanosilisium-kompositten fremstilt ved mekanisk kulefresemetode brukes som negative elektrodematerialer for litium-ion-batterier. Dette komposittmaterialet gjenspeiler den høye litiumlagringskapasiteten til silisium og god grafittsyklingsytelse. Karakteristikken for lite volumeffekt. De eksperimentelle resultatene viser at det optimale masseforholdet silisium/grafitt er 1:9. Elektrokjemiske ytelsestester viser at komposittmaterialet har betydelig forbedret syklusytelse sammenlignet med rene silisiumelektroder og har en reversibel kapasitet høyere enn grafitt, som forventes å erstatte grafitt som en ny generasjon negativt elektrodemateriale for litiumionbatterier.
Hovedhensikt:
1. Bruk av nano-silisiumpulver til å lage nano-silisiumtråder for bruk i det negative elektrodematerialet til oppladbare litiumbatterier, eller belegg grafitt på overflaten av nanosilisiumpulver som negativt elektrodemateriale til oppladbare litiumbatterier, har økt kapasitansen og ladeutladningen syklustiden for oppladbare litiumbatterier med mer enn tre ganger.
2. Nano silisiumpulver brukes i høytemperaturbestandige belegg og ildfaste materialer.
3. Nano silisium pulver og diamant blandes under høyt trykk for å danne silisiumkarbid diamant komposittmateriale, brukt som skjæreverktøy!