Nano-ränipulbri kasutamine negatiivse elektroodi materjalina liitiumpatareides

Nano-ränipulbri kasutamine negatiivse elektroodi materjalina liitiumpatareides
Toimimispõhimõte
Tänu liitiumakude nanoräni suurele neeldumiskiirusele võib nanoräni pulbri kasutamine liitiumakudes oluliselt suurendada võimsust (teoreetiliselt kuni 4000mA/h). Kasutades toorainena nano-ränipulbrit ja grafiiti, asendades liitiumpatareide negatiivse elektroodmaterjalina nano-süsinikupulbrit, valmistati räni/grafiidi komposiidid mehaanilise kuuljahvatamise teel. Materjalide struktuuri ja toimivust iseloomustati XRD, SEM ja elektrokeemilise testimisega. Räni ja grafiidi massisuhted jahvatati kuuljahvatusega ning vastavad komposiidid laaditi ja tühjendati. Leiti optimaalne räni ja grafiidi suhe, mille väärtus oli 1:9. Si-C komposiitmaterjalide koostamine võib tõhusalt vähendada paisumist, mis on tingitud liitiumioonide neeldumisest räni poolt, suurendada afiinsust elektrolüüdiga, hõlbustada hajumist ja parandada rattasõidu jõudlust. Nano ränipulbri kasutamine nano-räni juhtmete valmistamiseks, mida kasutatakse laetavate liitiumakude negatiivse elektroodi materjalis, või nano-ränipulbri pinna grafiidi katmine laetavate liitiumakude negatiivse elektroodi materjalina võib suurendada mahtuvust ja laengu tühjenemistsükli aegu. laetavate liitiumakudega rohkem kui kolm korda. Katsetulemused näitavad, et saadud materjalil on nii suurem tsükliline jõudlus kui puhtal nanoränil ja suurem pööratavusvõime kui grafiidil, suurendades samas oluliselt liitiumakude mahtuvust. Kui räni ja grafiidi massisuhe on 4:6, on võimsuse vähenemine kiirem. Pärast 25 tsüklit on võimsus 200 mA. h/g, seega ei tohiks ränisisaldus komposiidis olla liiga kõrge. Kui ränisisaldus on kõrge, ei saa grafiit räni hästi hajutada ja nanoräni kokkupuute tõenäosus suureneb, mis põhjustab aglomeratsiooni ning kulonide efektiivsuse ja tsüklilise jõudluse vähenemist. Kui räni ja grafiidi massisuhe on 3:7, kuigi komposiidi pöörduv jõudlus pärast 25 tsüklit on suurem kui pöörduv võimsus, kui räni ja grafiidi massisuhe on 4:6 (umbes 240 mA. h/g), kõveralt on näha, et sumbumine on ikka kiire. On näha, et kui räni ja grafiidi massisuhe on 1:9 ja 2:8, on rattasõidu jõudlus parem, samas kui 1:9 on parem. Tänu sellele, et nanoräni hind on palju kõrgem kui grafiidil, on tootmispraktikas rakendades räni ja grafiidi suhe 1:9 säästlikum. Võrreldes puhta grafiidiga on 1:9 massisuhtega komposiidi pööratavus oluliselt paranenud, mis on enam kui kaks korda suurem kui grafiidil. Ka rattasõidu jõudlus on hea, saavutades 30 tsükli järel 310 mA.h/g. Ränil ja räni sisaldavatel materjalidel on liitium-ioonakude negatiivse elektroodi materjalina kõrge erivõimsus ning räni teoreetiline võimsus on 4200 mA.h/g. Mehaanilise kuuljahvatamise meetodil valmistatud grafiidi/nanosilikoon komposiiti kasutatakse liitiumioonakude negatiivse elektroodi materjalina. See komposiitmaterjal peegeldab räni suurt liitiumimahutust ja head grafiidi tsüklilist jõudlust Väikese mahuga efekti omadus. Katsetulemused näitavad, et optimaalne räni/grafiidi massisuhe on 1:9. Elektrokeemilised jõudlustestid näitavad, et komposiitmaterjalil on võrreldes puhta räni elektroodidega oluliselt paranenud tsükliline jõudlus ja selle pöörduv võimsus on suurem kui grafiidil, mis peaks asendama grafiiti kui liitiumioonakude uue põlvkonna negatiivse elektroodi materjali.
Peamine eesmärk:
1. Nano ränipulbri kasutamine nano-räni juhtmete valmistamiseks, mida kasutatakse laetavate liitiumakude negatiivse elektroodi materjalis, või nano-ränipulbri pinna katmine grafiidiga laetavate liitiumakude negatiivse elektroodi materjalina, on suurendanud mahtuvust ja laengu tühjenemist. laetavate liitiumakude tsükliajad rohkem kui kolm korda.
2. Nano ränipulbrit kasutatakse kõrge temperatuuriga kattekihtides ja tulekindlates materjalides.
3. Nano-ränipulber ja teemant segatakse kõrge rõhu all, moodustades ränikarbiidist teemantkomposiitmaterjali, mida kasutatakse lõikeriistadena!