Applicering av nanokiselpulver som negativt elektrodmaterial i litiumbatterier

Applicering av nanokiselpulver som negativt elektrodmaterial i litiumbatterier
Handlingsprincip
På grund av den höga absorptionshastigheten för nanokisel i litiumbatterier kan användningen av nanokiselpulver i litiumbatterier avsevärt öka kapaciteten (teoretiskt upp till 4000mA/h). Genom att använda nanokiselpulver och grafit som råmaterial, som ersätter nanokolpulver, som negativa elektrodmaterial för litiumbatterier, framställdes kisel/grafitkompositer genom mekanisk kulfräsning. Materialens struktur och prestanda karakteriserades av XRD, SEM och elektrokemisk testning. Olika massförhållanden av kisel och grafit kulmaldes och motsvarande kompositer laddades och tömdes. Det optimala förhållandet mellan kisel och grafit hittades, med ett värde på 1:9. Att komponera Si-C-kompositmaterial kan effektivt minska expansionen som orsakas av absorptionen av litiumjoner av kisel, öka affiniteten med elektrolyten, underlätta spridningen och förbättra cyklingsprestandan. Att använda nanokiselpulver för att tillverka nanokiseltrådar för användning i det negativa elektrodmaterialet i uppladdningsbara litiumbatterier, eller beläggning av grafit på ytan av nanokiselpulver som negativt elektrodmaterial för uppladdningsbara litiumbatterier, kan öka kapacitansen och laddningsurladdningscykeltiderna uppladdningsbara litiumbatterier mer än tre gånger. De experimentella resultaten visar att det erhållna materialet har både högre cykelprestanda än rent nanokisel och högre reversibel kapacitet än grafit, samtidigt som kapaciteten hos litiumbatterier ökar avsevärt. När massförhållandet mellan kisel och grafit är 4:6 går kapacitetsminskningen snabbare. Efter 25 cykler är kapaciteten 200mA. h/g, så kiselhalten i kompositen bör inte vara för hög. Om kiselhalten är hög kan grafiten inte sprida kislet väl, och chanserna för kontakt mellan nanokisel ökar, vilket leder till agglomeration och en minskning av Coulombic effektivitet och cykelprestanda. När massförhållandet mellan kisel och grafit är 3:7, även om kompositens reversibla kapacitet efter 25 cykler är större än den reversibla kapaciteten när massförhållandet mellan kisel och grafit är 4:6 (ca 240mA.h/g), det kan ses på kurvan att dämpningen fortfarande är snabb. Det kan ses att när massförhållandet mellan kisel och grafit är 1:9 och 2:8, är cykelprestandan bättre, medan 1:9 är bättre. På grund av det faktum att priset på nanokisel är mycket högre än för grafit, om det används i produktionspraxis, är ett förhållande mellan kisel och grafit på 1:9 mer ekonomiskt. Jämfört med ren grafit är den reversibla kapaciteten hos kompositen med ett massförhållande på 1:9 avsevärt förbättrad, vilket är mer än dubbelt så mycket som grafit. Cykelprestandan är också bra och når 310mA.h/g efter 30 cykler. Kisel- och kiselinnehållande material har en hög specifik kapacitet som negativa elektrodmaterial för litiumjonbatterier, och den teoretiska kapaciteten för kisel är 4200mA.h/g. Grafit/nanokiselkompositen framställd genom mekanisk kulfräsningsmetod används som negativa elektrodmaterial för litiumjonbatterier. Detta kompositmaterial återspeglar den höga litiumlagringskapaciteten hos kisel och god grafitcykelprestanda. Kännetecknande för liten volymeffekt. De experimentella resultaten visar att det optimala massförhållandet kisel/grafit är 1:9. Elektrokemiska prestandatester visar att kompositmaterialet har avsevärt förbättrad cykelprestanda jämfört med rena kiselelektroder och har en reversibel kapacitet högre än grafit, vilket förväntas ersätta grafit som en ny generation negativt elektrodmaterial för litiumjonbatterier.
Huvudsyfte:
1. Att använda nanokiselpulver för att tillverka nanokiseltrådar för användning i det negativa elektrodmaterialet i laddningsbara litiumbatterier, eller beläggning av grafit på ytan av nanokiselpulver som negativt elektrodmaterial i laddningsbara litiumbatterier, har ökat kapacitansen och laddningsurladdningen cykeltiderna för laddningsbara litiumbatterier med mer än tre gånger.
2. Nanokiselpulver används i högtemperaturbeständiga beläggningar och eldfasta material.
3. Nanokiselpulver och diamant blandas under högt tryck för att bilda kiselkarbiddiamantkompositmaterial, som används som skärverktyg!