Приложение на нано силициев прах като материал за отрицателен електрод в литиеви батерии

Приложение на нано силициев прах като материал за отрицателен електрод в литиеви батерии
Принцип на действие
Поради високата степен на абсорбция на наносилиций в литиевите батерии, използването на наносилициев прах в литиевите батерии може значително да увеличи капацитета (теоретично до 4000mA/h). Използвайки нано силициев прах и графит като суровини, заменяйки нано въглероден прах, като отрицателни електродни материали за литиеви батерии, силициеви/графитни композити бяха приготвени чрез механично топково смилане. Структурата и работата на материалите се характеризират с XRD, SEM и електрохимични тестове. Различни масови съотношения на силиций и графит бяха смлени в топкова мелница и съответните композити бяха заредени и разредени. Установено е оптималното съотношение на силиций и графит със стойност 1:9. Композирането на Si-C композитни материали може ефективно да намали разширението, причинено от абсорбцията на литиеви йони от силиций, да увеличи афинитета с електролита, да улесни дисперсията и да подобри производителността на цикъла. Използването на нано силициев прах за направата на нано силициеви проводници за използване в отрицателния електроден материал на акумулаторни литиеви батерии или покриване на графит върху повърхността на нано силициев прах като отрицателен електроден материал на акумулаторни литиеви батерии може да увеличи капацитета и времената на цикъла на зареждане и разреждане на акумулаторни литиеви батерии с повече от три пъти. Експерименталните резултати показват, че полученият материал има както по-висока циклична производителност от чистия нано силиций, така и по-висок обратим капацитет от графита, като същевременно значително увеличава капацитета на литиевите батерии. Когато масовото съотношение на силиций към графит е 4:6, разпадането на капацитета е по-бързо. След 25 цикъла капацитетът е 200mA. h/g, така че съдържанието на силиций в композита не трябва да бъде твърде високо. Ако съдържанието на силиций е високо, графитът не може да разпръсне силиция добре и шансовете за контакт между наносилиция се увеличават, което води до агломерация и намаляване на кулоновата ефективност и цикличност. Когато масовото съотношение на силиций към графит е 3:7, въпреки че обратимият капацитет на композита след 25 цикъла е по-голям от обратимия капацитет, когато масовото съотношение на силиций към графит е 4:6 (около 240mA.h/g), от кривата се вижда, че затихването все още е бързо. Може да се види, че когато масовото съотношение на силиция към графита е 1:9 и 2:8, производителността на циклите е по-добра, докато 1:9 е по-добра. Поради факта, че цената на наносилиция е много по-висока от тази на графита, ако се прилага в производствената практика, съотношението силиций към графит 1:9 е по-икономично. В сравнение с чистия графит, обратимият капацитет на композита с масово съотношение 1:9 е значително подобрен, което е повече от два пъти по-голямо от това на графита. Цикличната производителност също е добра, достигайки 310mA.h/g след 30 цикъла. Силицият и съдържащите силиций материали имат висок специфичен капацитет като материали за отрицателни електроди за литиево-йонни батерии, а теоретичният капацитет на силиция е 4200 mA.h/g. Композитът графит/наносилиций, получен чрез механичен метод на топкова мелница, се използва като материали за отрицателни електроди за литиево-йонни батерии. Този композитен материал отразява високия капацитет за съхранение на литий на силиция и доброто графитно циклично представяне Характеристиката на ефекта на малък обем. Експерименталните резултати показват, че оптималното масово съотношение силиций/графит е 1:9. Електрохимичните тестове за ефективност показват, че композитният материал има значително подобрена циклична производителност в сравнение с чистите силициеви електроди и има обратим капацитет, по-висок от графита, който се очаква да замени графита като ново поколение материал за отрицателни електроди за литиево-йонни батерии.
Главна цел:
1. Използването на нано силициев прах за направата на нано силициеви проводници за използване в отрицателния електроден материал на акумулаторни литиеви батерии или покриване на графит върху повърхността на нано силициев прах като отрицателен електроден материал на акумулаторни литиеви батерии увеличи капацитета и разреждането на заряда времената на цикъла на акумулаторни литиеви батерии с повече от три пъти.
2. Нано силициевият прах се използва в устойчиви на висока температура покрития и огнеупорни материали.
3. Нано силициевият прах и диамантът се смесват под високо налягане, за да се образува диамантен композитен материал от силициев карбид, използван като режещи инструменти!