納米硅粉在鋰電池中做負(fù)極材料的應(yīng)用
作用原理
由于納米硅對與鋰電池的高吸收率，將納米硅用于鋰電池可以大幅度提高鋰電池的容量（理論可以達(dá)到4000mA/h)。以納米硅粉和石墨為原料,替代納米碳粉，作為鋰電池負(fù)極材料，利用機(jī)械球磨的方法制備了硅/石墨復(fù)合物, 采用XRD、SEM以及電化學(xué)測試等手段對材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性能測試.通過球磨不同質(zhì)量比的硅和石墨, 并對相應(yīng)的復(fù)合物進(jìn)行充放電測試, 尋找到了硅和石墨的最佳比例, 其值為1∶9。組成Si-C復(fù)合材料，可以有效的降低由于硅吸收鋰離子時的膨脹，同時可以加大與電解液的親和力，易與分散，提高循環(huán)性能。用納米硅粉做成納米硅線用在充電鋰電池負(fù)極材料里，或者在納米硅粉表面包覆石墨用做充電鋰電池負(fù)極材料，可以提高了充電鋰電池3倍以上的電容量和充放電循環(huán)次數(shù)。實驗結(jié)果表明, 所得材料既具備高于純納米硅的循環(huán)性能, 又具有比石墨高的可逆容量，同時大幅度提高鋰電池容量。
當(dāng)硅與石墨的質(zhì)量比為4:6時，容量衰減較快,25次循環(huán)后容量為200mA.h/g,故復(fù)合物中硅的含量不能太大.如果硅的含量較大，導(dǎo)致石墨不能很好地將硅分散開，納米硅之間接觸的機(jī)會增多，發(fā)生團(tuán)聚，庫侖效率和循環(huán)性能就會隨之下降.硅和石墨質(zhì)量比為3:7時，復(fù)合物25次循環(huán)后的可逆容量雖然大于硅與石墨質(zhì)量比為4:6（約240mA.h/g）時的可逆容量，但從曲線上看出，衰減還是很快.可見硅與石墨質(zhì)量比為1:9和2:8時，循環(huán)性能較好，而1:9時為最好.由于納米硅的價格又遠(yuǎn)高于石墨，故如應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，硅和石墨比為1:9更為經(jīng)濟(jì).與純石墨比較，質(zhì)量比1:9的復(fù)合物首次可逆容量大大提高，是石墨的兩倍多.循環(huán)性能也較好,30次循環(huán)后達(dá)到310mA.h/g.
硅及含硅材料作為鋰離子電池負(fù)極材料具有很高的比容量，硅的理論容量為4200mA.h/g，機(jī)械球磨法制備的石墨/納米硅復(fù)合物被用作鋰離子電池負(fù)極材料.該復(fù)合材料體現(xiàn)了硅儲鋰量高及石墨循環(huán)性能良好、體積效應(yīng)小的特點.實驗結(jié)果得出最佳的硅/石墨質(zhì)量比為1:9 .電化學(xué)性能測試表明復(fù)合材料循環(huán)性能相對純硅電極有很大改善且具有高于石墨的可逆容量，有望代替石墨成為新一代鋰離子電池負(fù)極材料。
產(chǎn)品簡介
本產(chǎn)品純度高、分散性能好、粒徑小、分布均勻，比表面積大、高表面活性，松裝密度低，該產(chǎn)品具有無毒、無味、活性好等特點。納米硅粉是新一代光電半導(dǎo)體材料，具有較寬的間隙能。
主要用途：
1、用納米硅粉做成納米硅線用在充電鋰電池負(fù)極材料里，或者在納米硅粉表面包覆石墨用做充電鋰電池負(fù)極材料，提高了充電鋰電池3倍以上的電容量和充放電循環(huán)次數(shù)。
2、納米硅粉用在耐高溫涂層和耐火材料里。
3、納米硅粉與金剛石高壓下混合形成碳化硅---金剛石復(fù)合材料，用做切削刀具！
