Penggunaan Serbuk Silikon Nano sebagai Bahan Elektrod Negatif dalam Bateri Litium

Penggunaan Serbuk Silikon Nano sebagai Bahan Elektrod Negatif dalam Bateri Litium
Prinsip Tindakan
Oleh kerana kadar penyerapan nanosilikon yang tinggi dalam bateri litium, penggunaan serbuk nanosilikon dalam bateri litium boleh meningkatkan kapasiti dengan ketara (secara teorinya sehingga 4000mA/j). Menggunakan serbuk silikon nano dan grafit sebagai bahan mentah, menggantikan serbuk karbon nano, sebagai bahan elektrod negatif untuk bateri litium, komposit silikon/grafit telah disediakan dengan pengilangan bebola mekanikal. Struktur dan prestasi bahan telah dicirikan oleh ujian XRD, SEM, dan elektrokimia. Nisbah jisim silikon dan grafit yang berbeza telah dikisar bola, dan komposit yang sepadan telah dicas dan dinyahcas. Nisbah optimum silikon dan grafit didapati, dengan nilai 1:9. Mengarang bahan komposit Si-C dengan berkesan boleh mengurangkan pengembangan yang disebabkan oleh penyerapan ion litium oleh silikon, meningkatkan pertalian dengan elektrolit, memudahkan penyebaran dan meningkatkan prestasi berbasikal. Menggunakan serbuk silikon nano untuk membuat wayar silikon nano untuk digunakan dalam bahan elektrod negatif bateri litium boleh dicas semula, atau salutan grafit pada permukaan serbuk silikon nano sebagai bahan elektrod negatif bateri litium boleh dicas semula, boleh meningkatkan kapasiti dan masa kitaran nyahcas. bateri litium boleh dicas semula lebih daripada tiga kali ganda. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa bahan yang diperolehi mempunyai prestasi berbasikal yang lebih tinggi daripada silikon nano tulen dan kapasiti boleh balik yang lebih tinggi daripada grafit, sambil meningkatkan kapasiti bateri litium dengan ketara. Apabila nisbah jisim silikon kepada grafit ialah 4:6, pereputan kapasiti lebih cepat. Selepas 25 kitaran, kapasiti ialah 200mA. h/g, jadi kandungan silikon dalam komposit tidak boleh terlalu tinggi. Jika kandungan silikon tinggi, grafit tidak dapat menyebarkan silikon dengan baik, dan peluang sentuhan antara nanosilikon meningkat, membawa kepada penggumpalan dan penurunan kecekapan Coulombic dan prestasi berbasikal. Apabila nisbah jisim silikon kepada grafit ialah 3:7, Walaupun kapasiti boleh balik komposit selepas 25 kitaran adalah lebih besar daripada kapasiti boleh balik apabila nisbah jisim silikon kepada grafit ialah 4:6 (kira-kira 240mA. h/g), dapat dilihat dari lengkung bahawa pengecilan masih pantas. Dapat dilihat apabila nisbah jisim silikon kepada grafit ialah 1:9 dan 2:8, prestasi berbasikal adalah lebih baik, manakala 1:9 adalah lebih baik. Disebabkan fakta bahawa harga nanosilikon jauh lebih tinggi daripada grafit, jika digunakan dalam amalan pengeluaran, nisbah silikon kepada grafit 1:9 adalah lebih menjimatkan. Berbanding dengan grafit tulen, kapasiti boleh balik komposit dengan nisbah jisim 1:9 bertambah baik, iaitu lebih daripada dua kali ganda grafit. Prestasi berbasikal juga baik, mencapai 310mA.h/g selepas 30 kitaran. Bahan silikon dan silikon yang mengandungi mempunyai kapasiti khusus yang tinggi sebagai bahan elektrod negatif untuk bateri litium-ion, dan kapasiti teori silikon ialah 4200mA.h/g. Komposit grafit/nanosilikon yang disediakan melalui kaedah pengilangan bola mekanikal digunakan sebagai bahan elektrod negatif untuk bateri litium-ion. Bahan komposit ini mencerminkan kapasiti penyimpanan litium yang tinggi bagi silikon dan prestasi berbasikal grafit yang baik Ciri-ciri kesan volum kecil. Keputusan eksperimen menunjukkan nisbah jisim silikon/grafit optimum ialah 1:9. Ujian prestasi elektrokimia menunjukkan bahawa bahan komposit telah meningkatkan prestasi kitaran dengan ketara berbanding elektrod silikon tulen dan mempunyai kapasiti boleh balik lebih tinggi daripada grafit, yang dijangka menggantikan grafit sebagai bahan elektrod negatif generasi baharu untuk bateri litium-ion.
Tujuan utama:
1. Menggunakan serbuk silikon nano untuk membuat wayar silikon nano untuk digunakan dalam bahan elektrod negatif bateri litium boleh dicas semula, atau salutan grafit pada permukaan serbuk silikon nano sebagai bahan elektrod negatif bateri litium boleh dicas semula, telah meningkatkan kapasiti dan pelepasan cas. masa kitaran bateri litium boleh dicas semula sebanyak lebih daripada tiga kali.
2. Serbuk silikon nano digunakan dalam salutan tahan suhu tinggi dan bahan refraktori.
3. Serbuk silikon nano dan berlian dicampur di bawah tekanan tinggi untuk membentuk bahan komposit berlian silikon karbida, digunakan sebagai alat pemotong!