Застосування порошку нанокремнію як матеріалу негативного електрода в літієвих батареях

Застосування порошку нанокремнію як матеріалу негативного електрода в літієвих батареях
Принцип дії
Завдяки високій швидкості поглинання нанокремнію в літієвих батареях, використання порошку нанокремнію в літієвих батареях може значно збільшити ємність (теоретично до 4000 мА/год). Використовуючи нанокремнієвий порошок і графіт як сировину, замінюючи нановуглецевий порошок, як матеріали негативного електроду для літієвих батарей, кремній/графітові композити були виготовлені механічним кульовим млином. Структура та характеристики матеріалів були охарактеризовані XRD, SEM та електрохімічним тестуванням. Різні масові співвідношення кремнію та графіту перемелювали в кульовому млині, а відповідні композити заряджали та розряджали. Знайдено оптимальне співвідношення кремнію і графіту, яке становить 1:9. Створення композиційних матеріалів Si-C може ефективно зменшити розширення, викликане поглинанням іонів літію кремнієм, збільшити спорідненість з електролітом, полегшити дисперсію та покращити циклічні характеристики. Використання нанокремнієвого порошку для виготовлення нанокремнієвих проводів для використання в матеріалі негативного електрода літієвих акумуляторних батарей або покриття графітом на поверхні нанокремнієвого порошку як матеріалу негативного електрода літієвих акумуляторних батарей може збільшити ємність і час циклу заряджання. перезаряджуваних літієвих батарей більш ніж утричі. Експериментальні результати показують, що отриманий матеріал має як вищу циклічну продуктивність, ніж чистий нанокремній, так і вищу оборотну ємність, ніж графіт, при цьому значно збільшуючи ємність літієвих батарей. Коли масове співвідношення кремнію та графіту становить 4:6, розпад ємності відбувається швидше. Після 25 циклів ємність становить 200 мА. ч/г, тому вміст кремнію в композиті не повинен бути занадто високим. Якщо вміст кремнію високий, графіт не може добре диспергувати кремній, і ймовірність контакту між нанокремнієм зростає, що призводить до агломерації та зниження кулонівської ефективності та продуктивності циклу. Коли масове співвідношення кремнію та графіту становить 3:7, хоча оборотна ємність композиту після 25 циклів більша, ніж оборотна ємність, коли масове співвідношення кремнію та графіту становить 4:6 (приблизно 240 мА·год/г), з кривої видно, що загасання все ще відбувається швидко. Можна побачити, що коли масове співвідношення кремнію та графіту становить 1:9 та 2:8, продуктивність циклу краща, тоді як 1:9 краща. Через те, що ціна нанокремнію значно вища, ніж графіту, при застосуванні у виробничій практиці співвідношення кремній/графіт 1:9 є більш економічним. Порівняно з чистим графітом, оборотна здатність композиту з масовим співвідношенням 1:9 значно покращена, що більш ніж у два рази більше, ніж у графіту. Ефективність циклу також хороша, досягаючи 310 мА.год/г після 30 циклів. Кремній і кремнійвмісні матеріали мають високу питому ємність як матеріали негативного електроду для літій-іонних акумуляторів, а теоретична ємність кремнію становить 4200 мА·год/г. Композит графіт/нанокремній, отриманий методом механічного кульового помелу, використовується як матеріал негативного електрода для літій-іонних акумуляторів. Цей композитний матеріал відображає високу літієву ємність кремнію та гарну циклічну продуктивність графіту, характерну для ефекту малого об’єму. Результати експериментів показують, що оптимальне масове співвідношення кремній/графіт становить 1:9. Електрохімічні випробування показують, що композитний матеріал має значно кращі циклічні характеристики порівняно з чистими кремнієвими електродами та має оборотну ємність, вищу, ніж графіт, який, як очікується, замінить графіт як нове покоління матеріалу негативного електрода для літій-іонних батарей.
Головна мета:
1. Використання порошку нанокремнію для виготовлення нанокремнієвих дротів для використання в матеріалі негативного електрода літієвих акумуляторів або покриття графітом на поверхні порошку нанокремнію як матеріалу негативного електрода літієвих акумуляторів збільшило ємність і розрядку заряду. час циклу перезаряджуваних літієвих батарей більш ніж у три рази.
2. Нанокремнієвий порошок використовується у високотемпературних покриттях і вогнетривких матеріалах.
3. Нанокремнієвий порошок і алмаз змішуються під високим тиском для утворення алмазного композитного матеріалу карбіду кремнію, який використовується як ріжучий інструмент!