Nano szilícium por alkalmazása negatív elektródaanyagként lítium akkumulátorokban

Nano szilícium por alkalmazása negatív elektródaanyagként lítium akkumulátorokban
A cselekvés elve
A lítium akkumulátorokban lévő nanoszilícium nagy abszorpciós sebessége miatt a nanoszilícium por alkalmazása a lítium akkumulátorokban jelentősen növelheti a kapacitást (elméletileg akár 4000 mA/h-ig). A nano-szilícium port és a grafitot alapanyagként felhasználva, nano-szénport helyettesítve lítium akkumulátorok negatív elektródájaként, szilícium/grafit kompozitokat állítottak elő mechanikus golyós marással. Az anyagok szerkezetét és teljesítményét XRD, SEM és elektrokémiai vizsgálatokkal jellemeztük. Különböző tömegarányú szilíciumot és grafitot golyós marással végeztek, és a megfelelő kompozitokat feltöltötték és kisütötték. Megállapítottam a szilícium és a grafit optimális arányát, 1:9 értékkel. A Si-C kompozit anyagok összeállítása hatékonyan csökkentheti a lítium-ionok szilícium általi abszorpciója által okozott tágulást, növelheti az elektrolittal való affinitást, megkönnyítheti a diszperziót és javíthatja a kerékpározási teljesítményt. A nano-szilíciumpor használata az újratölthető lítium akkumulátorok negatív elektródaanyagában használható nano-szilícium huzalok előállítására, vagy a nano-szilíciumpor felületének grafit bevonása az újratölthető lítium akkumulátorok negatív elektródaanyagaként növelheti a kapacitást és a töltéskisülési ciklusidőket. az újratölthető lítium akkumulátorok több mint háromszorosára. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a kapott anyag nagyobb ciklusteljesítményű, mint a tiszta nano-szilícium, és nagyobb reverzibilis kapacitással rendelkezik, mint a grafit, miközben jelentősen növeli a lítium akkumulátorok kapacitását. Ha a szilícium és a grafit tömegaránya 4:6, a kapacitás gyorsabban csökken. 25 ciklus után a kapacitás 200 mA. h/g, így a szilíciumtartalom a kompozitban nem lehet túl magas. Ha a szilíciumtartalom magas, a grafit nem tudja jól eloszlatni a szilíciumot, és megnő a nanoszilícium közötti érintkezés esélye, ami agglomerációhoz és a coulombikus hatásfok és a ciklusteljesítmény csökkenéséhez vezet. Ha a szilícium és a grafit tömegaránya 3:7, bár a kompozit reverzibilis kapacitása 25 ciklus után nagyobb, mint a reverzibilis kapacitás, amikor a szilícium és a grafit tömegaránya 4:6 (körülbelül 240 mA. h/g), a görbéből látszik, hogy a csillapítás még mindig gyors. Látható, hogy ha a szilícium és a grafit tömegaránya 1:9 és 2:8, akkor a kerékpározási teljesítmény jobb, míg az 1:9 jobb. Tekintettel arra, hogy a nanoszilícium ára jóval magasabb, mint a grafité, a gyártási gyakorlatban alkalmazva az 1:9-es szilícium-grafit arány gazdaságosabb. A tiszta grafithoz képest az 1:9 tömegarányú kompozit reverzibilis kapacitása jelentősen javul, ami több mint kétszerese a grafiténak. A kerékpáros teljesítmény is jó, 30 ciklus után eléri a 310 mA.h/g-t. A szilícium és a szilíciumtartalmú anyagok nagy fajlagos kapacitással rendelkeznek, mint a lítium-ion akkumulátorok negatív elektródája, és a szilícium elméleti kapacitása 4200 mA.h/g. A mechanikus golyós marási eljárással előállított grafit/nanoszilícium kompozitot negatív elektródaanyagként használják lítium-ion akkumulátorokhoz. Ez a kompozit anyag a szilícium nagy lítiumtároló kapacitását és a jó grafitciklus-teljesítményt tükrözi A kis térfogatú hatás jellemzője. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az optimális szilícium/grafit tömegarány 1:9. Az elektrokémiai teljesítménytesztek azt mutatják, hogy a kompozit anyag jelentősen javította a ciklusteljesítményt a tiszta szilícium elektródákhoz képest, és reverzibilis kapacitása nagyobb, mint a grafité, amely várhatóan felváltja a grafitot, mint a lítium-ion akkumulátorok negatív elektródaanyagának új generációját.
Fő cél:
1. A nano-szilíciumpor használata az újratölthető lítium-akkumulátorok negatív elektródaanyagában használható nano-szilícium-huzalok előállításához, vagy a nano-szilíciumpor felületének grafit bevonása az újratölthető lítium-akkumulátorok negatív elektródaanyagaként növelte a kapacitást és a töltéskisülést. az újratölthető lítium akkumulátorok ciklusideje több mint háromszorosára.
2. A nanoszilícium port magas hőmérsékletnek ellenálló bevonatokhoz és tűzálló anyagokhoz használják.
3. A nanoszilícium port és a gyémántot nagy nyomáson összekeverik szilícium-karbid gyémánt kompozit anyaggá, amelyet vágószerszámként használnak!