Aplicación de polvo de nano silicio como material de electrodo negativo en baterías de litio

Aplicación de polvo de nano silicio como material de electrodo negativo en baterías de litio
Principio de acción
Debido a la alta tasa de absorción del nanosilicio en las baterías de litio, el uso de polvo de nanosilicio en las baterías de litio puede aumentar significativamente la capacidad (teóricamente hasta 4000mA/h). Utilizando polvo de nanosilicio y grafito como materias primas, reemplazando el polvo de nanocarbono, como materiales de electrodos negativos para baterías de litio, se prepararon compuestos de silicio/grafito mediante molienda mecánica de bolas. La estructura y el rendimiento de los materiales se caracterizaron mediante XRD, SEM y pruebas electroquímicas. Se molieron con bolas diferentes proporciones de masa de silicio y grafito, y se cargaron y descargaron los compuestos correspondientes. Se encontró la relación óptima de silicio y grafito, con un valor de 1:9. La composición de materiales compuestos de Si-C puede reducir efectivamente la expansión causada por la absorción de iones de litio por el silicio, aumentar la afinidad con el electrolito, facilitar la dispersión y mejorar el rendimiento del ciclo. El uso de polvo de nanosilicio para fabricar cables de nanosilicio para usar en el material del electrodo negativo de las baterías de litio recargables, o el recubrimiento de grafito en la superficie del polvo de nanosilicio como material del electrodo negativo de las baterías de litio recargables, puede aumentar la capacitancia y los tiempos de ciclo de descarga de la carga. de baterías de litio recargables en más de tres veces. Los resultados experimentales muestran que el material obtenido tiene un mayor rendimiento cíclico que el nanosilicio puro y una mayor capacidad reversible que el grafito, al tiempo que aumenta significativamente la capacidad de las baterías de litio. Cuando la relación de masa de silicio a grafito es 4:6, la disminución de la capacidad es más rápida. Después de 25 ciclos, la capacidad es de 200 mA. h/g, por lo que el contenido de silicio en el material compuesto no debe ser demasiado alto. Si el contenido de silicio es alto, el grafito no puede dispersar bien el silicio y aumentan las posibilidades de contacto entre nanosilicio, lo que lleva a la aglomeración y una disminución en la eficiencia de Coulombic y el rendimiento del ciclo. Cuando la relación de masas de silicio a grafito es 3:7, aunque la capacidad reversible del material compuesto después de 25 ciclos es mayor que la capacidad reversible cuando la relación de masas de silicio a grafito es 4:6 (alrededor de 240 mA. h/g), se puede ver en la curva que la atenuación sigue siendo rápida. Se puede ver que cuando la relación de masa de silicio a grafito es 1:9 y 2:8, el rendimiento de ciclismo es mejor, mientras que 1:9 es mejor. Debido al hecho de que el precio del nanosilicio es mucho más alto que el del grafito, si se aplica en la práctica de producción, una proporción de silicio a grafito de 1:9 es más económica. En comparación con el grafito puro, la capacidad reversible del compuesto con una relación de masa de 1:9 mejora considerablemente, más del doble que la del grafito. El rendimiento de los ciclos también es bueno, alcanzando los 310mA.h/g después de 30 ciclos. El silicio y los materiales que contienen silicio tienen una alta capacidad específica como materiales de electrodos negativos para baterías de iones de litio, y la capacidad teórica del silicio es 4200mA.h/g. El compuesto de grafito/nanosilicio preparado por el método de molienda de bolas mecánicas se utiliza como material de electrodo negativo para baterías de iones de litio. Este material compuesto refleja la alta capacidad de almacenamiento de litio del silicio y el buen rendimiento del ciclo del grafito. La característica del efecto de volumen pequeño. Los resultados experimentales muestran que la relación de masa óptima de silicio/grafito es 1:9. Las pruebas de rendimiento electroquímico muestran que el material compuesto ha mejorado significativamente el rendimiento cíclico en comparación con los electrodos de silicio puro y tiene una capacidad reversible mayor que el grafito, que se espera que reemplace al grafito como una nueva generación de material de electrodo negativo para baterías de iones de litio.
Propósito principal:
1. El uso de polvo de nanosilicio para hacer cables de nanosilicio para usar en el material del electrodo negativo de las baterías de litio recargables, o el recubrimiento de grafito en la superficie del polvo de nanosilicio como material del electrodo negativo de las baterías de litio recargables, ha aumentado la capacitancia y la descarga de carga. los tiempos de ciclo de las baterías de litio recargables en más de tres veces.
2. El polvo de nanosilicio se utiliza en revestimientos resistentes a altas temperaturas y materiales refractarios.
3. El polvo de nanosilicio y el diamante se mezclan a alta presión para formar un material compuesto de diamante de carburo de silicio, que se utiliza como herramientas de corte.