Primjena praha nano silicija kao materijala negativne elektrode u litijevim baterijama

Primjena praha nano silicija kao materijala negativne elektrode u litijevim baterijama
Princip djelovanja
Zbog visoke stope apsorpcije nanosilicija u litijevim baterijama, korištenje nanosilikonskog praha u litijevim baterijama može značajno povećati kapacitet (teoretski do 4000mA/h). Koristeći nano silicijski prah i grafit kao sirovine, zamjenjujući nano ugljični prah, kao materijale negativnih elektroda za litijeve baterije, kompoziti silicij/grafit pripremljeni su mehaničkim kugličnim mljevenjem. Struktura i performanse materijala karakterizirani su XRD, SEM i elektrokemijskim ispitivanjem. Različiti maseni omjeri silicija i grafita su mljeveni u kugličnom mlinu, a odgovarajući kompoziti su nabijeni i ispražnjeni. Pronađen je optimalan omjer silicija i grafita, s vrijednošću 1:9. Sastavljanje Si-C kompozitnih materijala može učinkovito smanjiti ekspanziju uzrokovanu apsorpcijom litijevih iona od silicija, povećati afinitet s elektrolitom, olakšati disperziju i poboljšati performanse ciklusa. Korištenje praha nano silicija za izradu žica od nano silicija za upotrebu u materijalu negativne elektrode punjivih litijevih baterija ili premazivanje grafita na površini praha nano silicija kao materijala negativne elektrode punjivih litijevih baterija, može povećati kapacitet i vrijeme ciklusa pražnjenja punjivih litijevih baterija više od tri puta. Eksperimentalni rezultati pokazuju da dobiveni materijal ima i veće performanse ciklusa od čistog nano silicija i veći reverzibilni kapacitet od grafita, dok značajno povećava kapacitet litijevih baterija. Kada je omjer mase silicija i grafita 4:6, opadanje kapaciteta je brže. Nakon 25 ciklusa, kapacitet je 200 mA. h/g, tako da sadržaj silicija u kompozitu ne smije biti previsok. Ako je sadržaj silicija visok, grafit ne može dobro raspršiti silicij, a šanse za kontakt između nanosilicija se povećavaju, što dovodi do aglomeracije i smanjenja Coulombic učinkovitosti i performansi ciklusa. Kada je omjer mase silicija i grafita 3:7, iako je reverzibilni kapacitet kompozita nakon 25 ciklusa veći od reverzibilnog kapaciteta kada je omjer mase silicija i grafita 4:6 (oko 240mA.h/g), iz krivulje se vidi da je slabljenje i dalje brzo. Može se vidjeti da kada je omjer mase silicija i grafita 1:9 i 2:8, performanse ciklusa su bolje, dok je 1:9 bolji. Zbog činjenice da je cijena nanosilicija znatno viša od cijene grafita, ako se primjenjuje u proizvodnoj praksi, omjer silicija i grafita od 1:9 je ekonomičniji. U usporedbi s čistim grafitom, reverzibilni kapacitet kompozita s omjerom mase od 1:9 znatno je poboljšan, što je više nego dvostruko više od grafita. Performanse ciklusa također su dobre, dostižući 310 mA.h/g nakon 30 ciklusa. Silicij i materijali koji sadrže silicij imaju visok specifični kapacitet kao materijali negativnih elektroda za litij-ionske baterije, a teoretski kapacitet silicija je 4200mA.h/g. Kompozit grafit/nanosilicij pripremljen metodom mehaničkog kugličnog mljevenja koristi se kao materijal negativne elektrode za litij-ionske baterije. Ovaj kompozitni materijal odražava visok kapacitet pohrane litija silicija i dobre performanse ciklusa grafita Karakteristika učinka malog volumena. Eksperimentalni rezultati pokazuju da je optimalni maseni omjer silicij/grafit 1:9. Testovi elektrokemijskih performansi pokazuju da je kompozitni materijal značajno poboljšao performanse ciklusa u usporedbi s elektrodama od čistog silicija i ima reverzibilni kapacitet veći od grafita, za koji se očekuje da će zamijeniti grafit kao novu generaciju materijala negativne elektrode za litij-ionske baterije.
Glavna svrha:
1. Korištenje praha nano silicija za izradu žica od nano silicija za upotrebu u materijalu negativne elektrode punjivih litijevih baterija ili premazivanje grafita na površini praha nano silicija kao materijala negativne elektrode punjivih litijevih baterija, povećalo je kapacitet i pražnjenje napunjenosti vremena ciklusa punjivih litijevih baterija za više od tri puta.
2. Nano silicijski prah koristi se u premazima otpornim na visoke temperature i vatrostalnim materijalima.
3. Nano silikonski prah i dijamant se miješaju pod visokim pritiskom da bi se formirao dijamantni kompozitni materijal od silicij karbida, koji se koristi kao alat za rezanje!