¿Cuál es el método de preparación del material del electrodo negativo de la batería de iones de litio compuesto de silicio-carbono?

2022/04/08

Autor :Iflowpower –Proveedor de central eléctrica portátil

Los materiales compuestos de silicio y carbono se han convertido en un punto caliente en el campo de los materiales negativos de la batería de iones de litio en el campo de la batería de iones de litio, que se espera que sea una nueva generación de materiales de electrodos negativos de la batería de iones de litio en el campo de la negativa Materiales de electrodos en baterías de iones de litio. Los métodos compuestos de silicio-carbono y los materiales de carbono tienen un efecto importante en la morfología de los materiales compuestos y las propiedades electroquímicas. En la actualidad, los materiales de electrodos negativos compuestos de carbono-carbono-carbono se pueden dividir en carbono de grafito, carbono amorfo, microesferas de carbono de fase intermedia, fibras de carbono, nanotubos de carbono, grafeno, etc.

La siguiente serie pequeña es una breve introducción al material negativo compuesto de silicio y carbono. I. Compuesto binario de silicio-carbono 1, el grafito compuesto de silicio-grafito es actualmente el material de electrodo negativo de batería de iones de litio más utilizado, tiene una buena plataforma de voltaje y un precio bajo, y la estructura en forma de capa puede generar efectivamente durante la carga.

Estrés interno. Cómo hacer que las propiedades electroquímicas del compuesto de silicio-grafito optimicen el enfoque de la investigación. Método principal de preparación del material compuesto de silicio y grafito con el método sol gel y molino de bolas mecánico.

1) El método sol gel es un precursor que utiliza Si5h10 como precursor con un grafito natural poroso, y se obtiene un material compuesto de silicio-grafito después del tratamiento térmico. El método tiene la ventaja de que el material compuesto preparado tiene una buena estabilidad circulante. 2) El molino de bolas mecánico consiste en incrustar las microesferas de poli (estireno-dilino) en el compuesto de silicio y grafito, mediante un material compuesto de silicio y grafito de molienda de bolas de alta energía.

El método tiene la ventaja de reducir la expansión del volumen del material para mejorar el rendimiento de circulación del material del electrodo. 2, material compuesto de carbono amorfo de silicio El carbono amorfo es un material de carbono de una estructura amorfa, que generalmente se obtiene mediante el craqueo a baja temperatura de un material polimérico. La mayor parte de la capacidad de comparación altamente reversible es mejor que la compatibilidad electrolítica.

El uso de carbono amorfo como sustrato no solo sirve como un buen amortiguador de volumen, sino que también mejora la conductividad del material. El método principal de preparación del material compuesto de carbono amorfo de silicio tiene pirólisis y molino de bolas de alta energía. 1) La pirólisis consiste en preparar materiales compuestos de silicio-carbono mediante la pirólisis de resina fenólica.

Los estudios han demostrado que el material compuesto es de 640 ~ 1029mA/g después de 10 ciclos del compuesto. El método tiene la ventaja de que el enlace covalente formado entre la resina fenólica y el silicio aumenta la fuerza de unión entre el carbono y el silicio, lo que puede mejorar la estabilidad de la estructura del material y reducir la capacidad específica irreversible. 2) El molino de bolas de alta energía se basa en sílice y sacarosa, produce materiales compuestos de silicio y carbono mediante molienda de bolas de alta energía y posterior pirólisis, en donde las partículas de nano-sílice (<50 nm) are uniformly dispersed in an amorphous carbon matrix.

3, el material compuesto de silicio-nanocarbono compuesto de silicio-nanocarbono se divide principalmente en nanotubos de silicio-carbono y silicio-grafeno. 1) Compuesto de nanotubos de silicio y carbono El material compuesto de nanotubos de silicio y carbono tiene un método de deposición de vapor químico, un molino de bolas de alta energía y un método de deposición por láser pulsado. El nanotubo de carbono es un nanotubo hecho de una sola capa o una pluralidad de láminas de grafito, y la distancia entre las capas y las capas es de aproximadamente 0.

34 nm, y el mayor espacio entre capas es más ventajoso para los iones de litio. Incrustación y extracción. Debido a la longitud limitada del tubo de carbono, la profundidad de profundidad del ion de litio es pequeña, el camino es relativamente corto, el grado de carga y descarga del electrodo bajo una gran corriente es pequeño.

Además, su estructura es estable, buena conductividad, por lo que los nanotubos de carbono han sido objeto de gran preocupación. El método de deposición de vapor químico es C8H10, Fe (C5H5) 2 como fuente de carbono y catalizador, primero se prepara una matriz de nanotubos de carbono ordenada longitudinalmente y luego se deposita a partir de nanotubos de la superficie del nanotubo de silicio en un nanotubo de silicio para obtener silicio- Material compuesto de nanotubos de carbono. Diagrama sintético compuesto de nanotubos de silicio y carbono Este método es que la estabilidad del ciclo es buena.

La desventaja es que el rendimiento es bajo, el costo de producción es alto y el proceso de preparación es difícil de controlar con precisión y no es adecuado para la producción a gran escala. 2) El grafeno compuesto de silicio y grafeno tiene propiedades conductoras, térmicamente conductoras y mecánicas superiores, y tiene un área de superficie específica alta, lo que facilita la mejora de las propiedades electroquímicas y, por lo tanto, se espera que se prepare como sustrato. El método de preparación del compuesto de silicio y grafeno consiste en colocar la fuente de silicio y la tinta de grafito para que se mezclen bien por ultrasonidos después de mezclar el silicio y el polvo seco de liofilización, haciéndolo reaccionar en una atmósfera no oxidante, haciendo reaccionar el material compuesto de silicio - grafito y etileno.

El método tiene la ventaja de no necesitar una plantilla, un alto grado de práctica y el material compuesto de silicio-grafeno obtenido establece las ventajas de los compuestos de grafeno y los materiales porosos, y mejora la cantidad de material a base de silicio como material negativo de la batería de iones de litio. . , Rendimiento deficiente del ciclo y rendimiento de aumento, baja eficiencia. Imagen SEM compuesta de silicio-grafeno (derecha) dos, compuestos de polímero de silicio-carbono, los investigadores han mejorado las propiedades electroquímicas de los materiales de electrodos de silicio, carbono y varios óxidos metálicos o metálicos, han logrado un gran progreso.

Los compuestos de polímero de silicio y carbono incluyen principalmente Si1.81CO0.6Mn0.

Compuesto 6Al0.3, Sixco0.6B0.

Compuesto 6Al0.2, materiales compuestos Si / MgO / C, etc. El silicio, el carbono y varios metales u óxidos metálicos pueden mejorar efectivamente la capacidad reversible y el rendimiento del ciclo del material.

En esta etapa, la investigación se limita a simples molinos mecánicos de bolas, y todavía hay un gran espacio de investigación al respecto.

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