استخدام مسحوق نانو السيليكون كمواد كهربائية سلبية في بطاريات الليثيوم

استخدام مسحوق نانو السيليكون كمواد كهربائية سلبية في بطاريات الليثيوم
مبدأ العمل
نظرًا لمعدل الامتصاص العالي للسيليكون النانوي في بطاريات الليثيوم ، فإن استخدام مسحوق السيليكون النانوي في بطاريات الليثيوم يمكن أن يزيد بشكل كبير من السعة (نظريًا تصل إلى 4000 مللي أمبير / ساعة). باستخدام مسحوق نانو السيليكون والجرافيت كمواد خام ، لتحل محل مسحوق الكربون النانوي ، كمواد سالبة للقطب الكهربائي لبطاريات الليثيوم ، تم تحضير مركبات السيليكون / الجرافيت بواسطة طحن الكرة الميكانيكية. تميز هيكل وأداء المواد باختبار XRD و SEM والاختبار الكهروكيميائي. تم طحن الكرة بنسب كتلة مختلفة من السيليكون والجرافيت ، وشحن وتفريغ المركبات المقابلة. تم العثور على النسبة المثلى من السيليكون والجرافيت بقيمة 1: 9. يمكن أن يؤدي تكوين المواد المركبة Si-C إلى تقليل التمدد الناجم عن امتصاص أيونات الليثيوم بواسطة السيليكون ، وزيادة التقارب مع المنحل بالكهرباء ، وتسهيل التشتت ، وتحسين أداء التدوير. يمكن أن يؤدي استخدام مسحوق نانو السيليكون لصنع أسلاك نانو السيليكون لاستخدامها في مادة القطب السالب لبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، أو طلاء الجرافيت على سطح مسحوق السيليكون النانوي كمواد القطب السالب لبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، إلى زيادة السعة وأوقات دورة تفريغ الشحن من بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن بأكثر من ثلاث مرات. تظهر النتائج التجريبية أن المادة التي تم الحصول عليها لها أداء تدوير أعلى من نانو السيليكون النقي وقدرة عكسية أعلى من الجرافيت ، مع زيادة كبيرة في قدرة بطاريات الليثيوم. عندما تكون نسبة كتلة السيليكون إلى الجرافيت 4: 6 ، يكون اضمحلال السعة أسرع. بعد 25 دورة ، تبلغ السعة 200 مللي أمبير. ح / ز ، لذلك يجب ألا يكون محتوى السيليكون في المركب مرتفعًا جدًا. إذا كان محتوى السيليكون مرتفعًا ، فلن يتمكن الجرافيت من تشتيت السليكون جيدًا ، وتزداد فرص التلامس بين السيليكون النانوي ، مما يؤدي إلى التكتل وانخفاض كفاءة Coulombic وأداء ركوب الدراجات. عندما تكون نسبة كتلة السيليكون إلى الجرافيت 3: 7 ، على الرغم من أن السعة العكسية للمركب بعد 25 دورة أكبر من السعة القابلة للانعكاس عندما تكون نسبة كتلة السيليكون إلى الجرافيت 4: 6 (حوالي 240 مللي أمبير. ح / جم) ، يمكن أن نرى من المنحنى أن التوهين لا يزال سريعًا. يمكن ملاحظة أنه عندما تكون نسبة كتلة السيليكون إلى الجرافيت 1: 9 و 2: 8 ، يكون أداء ركوب الدراجات أفضل ، بينما يكون 1: 9 أفضل. نظرًا لحقيقة أن سعر السيليكون النانوي أعلى بكثير من سعر الجرافيت ، إذا تم تطبيقه في ممارسة الإنتاج ، فإن نسبة السيليكون إلى الجرافيت التي تبلغ 1: 9 تكون أكثر اقتصادا. بالمقارنة مع الجرافيت النقي ، تم تحسين السعة القابلة للانعكاس للمركب بنسبة كتلة 1: 9 بشكل كبير ، وهي أكثر من ضعف سعة الجرافيت. أداء ركوب الدراجات جيد أيضًا ، حيث يصل إلى 310 مللي أمبير في الساعة / جم بعد 30 دورة. تتمتع المواد المحتوية على السيليكون والسيليكون بقدرة عالية محددة كمواد سالبة للإلكترود لبطاريات الليثيوم أيون ، والقدرة النظرية للسيليكون هي 4200 مللي أمبير / ساعة. يتم استخدام مركب الجرافيت / السيليكون النانوي المحضر بطريقة طحن الكرة الميكانيكية كمواد قطبية سالبة لبطاريات الليثيوم أيون. تعكس هذه المادة المركبة سعة تخزين الليثيوم العالية للسيليكون وأداء دوران الجرافيت الجيد ، وهي خاصية تأثير الحجم الصغير. أظهرت النتائج التجريبية أن نسبة الكتلة المثلى للسيليكون / الجرافيت هي 1: 9. تُظهر اختبارات الأداء الكهروكيميائية أن المادة المركبة قد حسنت بشكل كبير أداء التدوير مقارنة بأقطاب السيليكون النقي ولديها قدرة عكسية أعلى من الجرافيت ، والذي من المتوقع أن يحل محل الجرافيت كجيل جديد من مادة القطب السالب لبطاريات الليثيوم أيون.
الغرض الرئيسى:
1. أدى استخدام مسحوق نانو السيليكون لصنع أسلاك نانو السيليكون لاستخدامها في مادة القطب السالب لبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، أو طلاء الجرافيت على سطح مسحوق السيليكون النانوي كمواد القطب السالب لبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، إلى زيادة السعة وتفريغ الشحن أوقات دورات بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن بأكثر من ثلاث مرات.
2. مسحوق نانو السيليكون مستخدم في الطلاءات المقاومة للحرارة العالية والمواد المقاومة للحرارة.
3. يتم خلط مسحوق نانو السيليكون والماس تحت ضغط عالٍ لتشكيل مادة مركّبة من كربيد السيليكون ، تُستخدم كأدوات قطع!