Quelle est la méthode de préparation du matériau d'électrode négative de batterie lithium-ion composite silicium-carbone?

Auteur ：Iflowpower –Fournisseur de centrales électriques portables

Les matériaux composites silicium-carbone sont devenus un point chaud dans le domaine des matériaux négatifs pour batterie lithium-ion dans le domaine de la batterie lithium-ion, qui devrait être une nouvelle génération de matériaux d'électrode négative pour batterie lithium-ion dans le domaine du négatif matériaux d'électrode dans les batteries lithium-ion. Les méthodes composites silicium-carbone et les matériaux carbonés ont un effet important sur la morphologie des matériaux composites et leurs propriétés électrochimiques. À l'heure actuelle, les matériaux d'électrodes négatives composites carbone-carbone-carbone peuvent être divisés en carbone graphite, carbone amorphe, microsphères de carbone en phase intermédiaire, fibres de carbone, nanotubes de carbone, graphène, etc.

La petite série suivante est une brève introduction au matériau négatif composite silicium-carbone. I. Composite binaire silicium-carbone 1, le graphite composite silicium-graphite est actuellement le matériau d'électrode négative de batterie lithium-ion le plus largement utilisé, a une bonne plate-forme de tension et un prix bas, et la structure en forme de couche peut générer efficacement pendant la charge.

Stress interne. Comment rendre les propriétés électrochimiques composites silicium-graphite pour optimiser l'orientation de la recherche. Méthode de préparation principale du matériau composite silicium-graphite avec méthode sol-gel et broyeur mécanique à boulets.

1) La méthode sol gel est un précurseur utilisant Si5h10 comme précurseur avec un graphite naturel poreux, et un matériau composite silicium-graphite est obtenu après traitement thermique. Le procédé présente l'avantage que le matériau composite préparé a une bonne stabilité en circulation. 2) Le broyeur à boulets mécanique consiste à incorporer les microsphères de poly (styrène-dilyne) dans le composite silicium-graphite, par broyage à billes à haute énergie du matériau composite silicium-graphite.

Le procédé présente l'avantage de réduire l'expansion volumique du matériau pour améliorer les performances de circulation du matériau d'électrode. 2, matériau composite silicium-carbone amorphe Le carbone amorphe est un matériau carboné de structure amorphe, qui est généralement obtenu par craquage à basse température à partir d'un matériau polymère. La majeure partie de la capacité de comparaison hautement réversible est meilleure que la compatibilité électrolytique.

L'utilisation de carbone amorphe comme substrat sert non seulement un bon volume tampon, mais améliore également la conductivité du matériau. La principale méthode de préparation du matériau composite silicium-carbone amorphe comprend une pyrolyse et un broyeur à boulets à haute énergie. 1) La pyrolyse consiste à préparer des matériaux composites silicium-carbone par pyrolyse de résine phénolique.

Des études ont montré que le matériau composite est de 640 ~ 1029mA/g après 10 cycles du composite. Le procédé présente l'avantage que la liaison covalente formée entre la résine phénolique et le silicium améliore la force de liaison entre le silicium et le carbone, ce qui peut améliorer la stabilité de la structure du matériau et réduire la première capacité spécifique irréversible. 2) Le broyeur à boulets à haute énergie est basé sur la silice et le saccharose, produit des matériaux composites silicium-carbone par broyage à boulets à haute énergie et pyrolyse ultérieure, dans lequel des particules de nano-silice (<50 nm) are uniformly dispersed in an amorphous carbon matrix.

3, le matériau composite silicium-nanocarbone composite silicium-nanocarbone est principalement divisé en nanotubes silicium-carbone et silicium-graphène. 1) Composite de nanotubes de silicium-carbone Le matériau composite de nanotubes de silicium-carbone a une méthode de dépôt chimique en phase vapeur, un broyeur à boulets à haute énergie et une méthode de dépôt par laser pulsé. Le nanotube de carbone est un nanotube constitué d'une seule couche ou d'une pluralité de feuilles de graphite, et la distance entre les couches et les couches est d'environ 0.

34 nm, et le plus grand espacement des couches est plus avantageux pour les ions lithium. Enrobage et extraction. En raison de la longueur limitée du tube de carbone, la profondeur de l'ion lithium est faible, le chemin est relativement court, le degré de charge et de décharge de l'électrode sous un courant important est faible.

De plus, sa structure est stable, sa bonne conductivité, si bien que les nanotubes de carbone ont été largement concernés. La méthode de dépôt chimique en phase vapeur est C8H10, Fe (C5H5) 2 en tant que source de carbone et catalyseur, préparant d'abord un réseau de nanotubes de carbone ordonnés longitudinalement, puis déposé à partir de nanotubes à partir de la surface du nanotube de silicium dans un nanotube de silicium pour obtenir du silicium- Matériau composite à base de nanotubes de carbone. Schéma synthétique composite silicium-nanotubes de carbone Cette méthode est que la stabilité du cycle est bonne.

L'inconvénient est que le rendement est faible, le coût de production est élevé et le processus de préparation est difficile à contrôler avec précision, et il ne convient pas à une production à grande échelle. 2) Le graphène composite silicium-graphène a des propriétés conductrices, thermiquement conductrices et mécaniques supérieures, et a une surface spécifique élevée, ce qui facilite l'amélioration des propriétés électrochimiques, et devrait donc être préparé comme substrat. La méthode de préparation du composite silicium-graphène consiste à placer la source de silicium et l'encre graphite pour bien mélanger par ultrasons après avoir mélangé le silicium et la poudre de lyophilisation sèche, en la faisant réagir sous une atmosphère non oxydante, en faisant réagir le matériau composite silicium - graphite éthylène.

Le procédé présente l'avantage de ne pas avoir besoin de gabarit, d'un haut degré de mise en pratique, et le matériau composite silicium-graphène obtenu présente les avantages des composites de graphène et des matériaux poreux, et améliore la quantité de matériau à base de silicium en tant que matériau négatif de batterie lithium-ion. . , Mauvaise performance de cycle et performance de grossissement, faible efficacité. Image SEM composite silicium-graphène (à droite) deux composites polymères silicium-carbone, les chercheurs ont amélioré les propriétés électrochimiques des matériaux d'électrode par le silicium, le carbone et divers oxydes métalliques ou métalliques, ont réalisé de grands progrès.

Les composites polymères silicium-carbone comprennent principalement Si1.81CO0.6Mn0.

Composite 6Al0.3, Sixco0.6B0.

Composite 6Al0.2, matériaux composites Si / MgO / C, etc. Le silicium, le carbone et divers métaux ou oxydes métalliques peuvent améliorer efficacement la capacité réversible et les performances cycliques du matériau.

A ce stade, les recherches se limitent aux simples broyeurs mécaniques à boulets, et il existe encore un large espace de recherche à cet égard.