나노실리콘분말을 리튬전지 음극소재로 응용

나노실리콘분말을 리튬전지 음극소재로 응용
행동 원칙
리튬 배터리의 나노실리콘 흡수율이 높기 때문에 리튬 배터리에 나노실리콘 분말을 사용하면 용량을 크게 늘릴 수 있습니다(이론적으로 최대 4000mA/h). 나노실리콘분말과 흑연을 원료로 사용하여 나노카본분말을 대체하여 리튬전지용 음극재료로 기계적 볼밀링으로 실리콘/흑연 복합재료를 제조하였다. 재료의 구조와 성능은 XRD, SEM 및 전기화학적 테스트를 통해 특성화되었습니다. 서로 다른 질량비의 실리콘과 흑연을 볼 밀링하고 해당 합성물을 충전 및 방전했습니다. 실리콘과 흑연의 최적 비율은 1:9 값으로 발견되었습니다. Si-C 복합 재료를 구성하면 실리콘에 의한 리튬 이온 흡수로 인한 팽창을 효과적으로 줄이고 전해질과의 친화력을 높이고 분산을 촉진하며 사이클 성능을 향상시킬 수 있습니다. 나노 실리콘 분말을 사용하여 리튬 2차 전지의 음극 재료에 사용되는 나노 실리콘 와이어를 만들거나 2차 전지의 음극 재료로 나노 실리콘 분말 표면에 흑연을 코팅하면 정전 용량 및 충전 방전 사이클 시간을 증가시킬 수 있습니다. 충전식 리튬 배터리의 3배 이상입니다. 실험 결과는 얻어진 물질이 순수 나노 실리콘보다 더 높은 사이클 성능과 흑연보다 더 높은 가역 용량을 모두 가지고 있음을 보여주면서 리튬 배터리의 용량을 크게 증가시켰습니다. 실리콘 대 흑연의 질량비가 4:6일 때 용량 감소가 더 빠릅니다. 25사이클 후 용량은 200mA입니다. h/g이므로 복합체의 실리콘 함량이 너무 높아서는 안 됩니다. 실리콘 함량이 높으면 흑연이 실리콘을 잘 분산시키지 못하고 나노실리콘 간의 접촉 기회가 증가하여 응집이 발생하고 쿨롱 효율 및 사이클링 성능이 저하됩니다. 실리콘 대 흑연의 질량비가 3:7일 때, 25 사이클 후 복합체의 가역 용량은 실리콘 대 흑연의 질량비가 4:6(약 240mA.h/g)일 때의 가역 용량보다 크지만, 감쇠가 여전히 빠르다는 것을 곡선에서 볼 수 있습니다. 실리콘 대 흑연의 질량비가 1:9와 2:8일 때 사이클 성능이 더 좋고 1:9가 더 좋다는 것을 알 수 있습니다. 나노실리콘의 가격이 흑연보다 훨씬 높기 때문에 실제 생산에 적용할 경우 실리콘 대 흑연 비율이 1:9인 것이 더 경제적입니다. 순수 흑연과 비교하여 질량비가 1:9인 복합재의 가역 용량은 흑연의 2배 이상으로 크게 향상되었습니다. 사이클링 성능도 양호하여 30사이클 후에 310mA.h/g에 도달합니다. 실리콘 및 실리콘 함유 소재는 리튬이온 배터리용 음극 소재로 높은 비용량을 갖고 있으며 실리콘의 이론 용량은 4200mA.h/g이다. 기계적 볼밀링 방식으로 제조된 흑연/나노실리콘 복합체는 리튬이온전지의 음극소재로 사용된다. 이 복합 재료는 실리콘의 높은 리튬 저장 용량과 우수한 흑연 순환 성능을 반영합니다. 작은 부피 효과의 특성입니다. 실험 결과는 최적의 실리콘/흑연 질량비가 1:9임을 보여줍니다. 전기화학적 성능 테스트 결과 복합재료는 순수 실리콘 전극에 비해 사이클링 성능이 크게 향상되었으며 흑연보다 높은 가역 용량을 가지고 있어 리튬 이온 배터리의 차세대 음극 재료로 흑연을 대체할 것으로 예상됩니다.
주목적:
1. 나노 실리콘 분말을 사용하여 리튬 이차 전지의 음극 소재로 사용되는 나노 실리콘 와이어를 만들거나 리튬 이차 전지의 음극 소재로 나노 실리콘 분말 표면에 흑연을 코팅하여 정전 용량 및 전하 방전을 높였습니다. 충전식 리튬 배터리의 사이클 시간이 3배 이상 향상되었습니다.
2. 나노 실리콘 분말은 고온 내성 코팅 및 내화 재료에 사용됩니다.
3. 나노 실리콘 분말과 다이아몬드는 고압에서 혼합되어 절삭 공구로 사용되는 실리콘 카바이드 다이아몬드 복합 재료를 형성합니다!