تحضير وتحسين أداء المواد المركبة من السيليكون والكربون المسامية

تتطور بطاريات الليثيوم أيون بشكل أساسي في اتجاه كثافة الطاقة العالية. في درجة حرارة الغرفة، تنتج سبائك مواد القطب السالب القائمة على السيليكون مع الليثيوم منتجًا غنيًا بالليثيوم Li3.75Si، بسعة محددة تصل إلى 3572 مللي أمبير/جرام، وهي أعلى بكثير من السعة النظرية المحددة للقطب السالب من الجرافيت 372 مللي أمبير/ز. ومع ذلك، أثناء عملية الشحن والتفريغ المتكررة لمواد القطب السالب القائمة على السيليكون، فإن تحول الطور لـ Si وLi3.75Si يمكن أن ينتج توسعًا كبيرًا في الحجم (حوالي 300٪)، مما سيؤدي إلى المسحوق الهيكلي لمواد الأقطاب الكهربائية والتكوين المستمر لـ فيلم SEI، وأخيرًا يتسبب في انخفاض القدرة بسرعة. تعمل الصناعة بشكل أساسي على تحسين أداء مواد الأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على السيليكون واستقرار البطاريات القائمة على السيليكون من خلال تحجيم النانو وطلاء الكربون وتكوين المسام وغيرها من التقنيات.

تتميز المواد الكربونية بموصلية جيدة ومنخفضة التكلفة ومصادر واسعة. يمكنهم تحسين الموصلية والاستقرار السطحي للمواد القائمة على السيليكون. يتم استخدامها بشكل تفضيلي كإضافات لتحسين الأداء للأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على السيليكون. تعتبر مواد السيليكون والكربون هي الاتجاه السائد لتطوير الأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على السيليكون. يمكن لطلاء الكربون أن يحسن ثبات سطح المواد القائمة على السيليكون، لكن قدرته على منع تمدد حجم السيليكون عامة ولا يمكن أن تحل مشكلة تمدد حجم السيليكون. ولذلك، من أجل تحسين استقرار المواد القائمة على السيليكون، يجب بناء هياكل مسامية. الطحن بالكرات هو طريقة صناعية لتحضير المواد النانوية. يمكن إضافة إضافات أو مكونات مادية مختلفة إلى الملاط الذي يتم الحصول عليه عن طريق الطحن الكروي وفقًا لمتطلبات التصميم للمادة المركبة. يتم توزيع الملاط بالتساوي من خلال الملاط المتنوع وتجفيفه بالرش. أثناء عملية التجفيف اللحظية، ستشكل الجسيمات النانوية والمكونات الأخرى الموجودة في الملاط خصائص هيكلية مسامية تلقائيًا. تستخدم هذه الورقة تقنية الطحن الكروي والتجفيف بالرش الصناعية والصديقة للبيئة لتحضير مواد مسامية قائمة على السيليكون.

يمكن أيضًا تحسين أداء المواد القائمة على السيليكون من خلال تنظيم خصائص التشكل والتوزيع لمواد السيليكون النانوية. في الوقت الحاضر، تم إعداد مواد قائمة على السيليكون ذات أشكال وخصائص توزيع مختلفة، مثل أعواد السيليكون النانوية، والسيليكون النانوي المدمج في الجرافيت المسامي، والسيليكون النانوي الموزع في مجالات الكربون، والهياكل المسامية لمجموعة السيليكون/الجرافين، وما إلى ذلك. وعلى نفس المقياس، مقارنة بالجسيمات النانوية ، يمكن للصفائح النانوية أن تمنع بشكل أفضل مشكلة التكسير الناتجة عن تمدد الحجم، كما أن المادة تتمتع بكثافة ضغط أعلى. يمكن أيضًا أن يشكل التراص غير المنتظم للأوراق النانوية بنية مسامية. الانضمام إلى مجموعة تبادل القطب السالب للسيليكون. توفير مساحة عازلة لتوسيع حجم مواد السيليكون. إن إدخال أنابيب الكربون النانوية (CNTs) لا يؤدي فقط إلى تحسين موصلية المادة، بل يعزز أيضًا تكوين الهياكل المسامية للمادة بسبب خصائصها المورفولوجية أحادية البعد. لا توجد تقارير عن الهياكل المسامية التي تم إنشاؤها بواسطة صفائح السيليكون النانوية والأنابيب النانوية الكربونية. تعتمد هذه الورقة طرق الطحن الكروي المطبقة صناعيًا، والطحن والتشتت، والتجفيف بالرش، وطلاء الكربون المسبق وطرق التكليس، وتقدم معززات مسامية في عملية التحضير لإعداد مواد القطب السالب المسامية القائمة على السيليكون والمتكونة من التجميع الذاتي لصفائح السيليكون النانوية و الأنابيب النانوية الكربونية. عملية التحضير بسيطة، وصديقة للبيئة، ولا يتم إنتاج أي نفايات سائلة أو بقايا نفايات. هناك العديد من التقارير الأدبية حول طلاء الكربون للمواد القائمة على السيليكون، ولكن هناك القليل من المناقشات المتعمقة حول تأثير الطلاء. يستخدم هذا البحث الأسفلت كمصدر للكربون لدراسة تأثيرات طريقتين للطلاء بالكربون، طلاء الطور السائل وطلاء الطور الصلب، على تأثير الطلاء وأداء مواد الأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على السيليكون.

1 تجربة
1.1 إعداد المواد

يتضمن تحضير المواد المركبة المصنوعة من السيليكون والكربون المسامية بشكل أساسي خمس خطوات: طحن الكرة، والطحن والتشتت، والتجفيف بالرش، والطلاء المسبق بالكربون، والكربنة. أولاً، وزن 500 جرام من مسحوق السيليكون الأولي (المحلي، نقاء 99.99%)، وإضافة 2000 جرام من الأيزوبروبانول، وإجراء طحن الكرة الرطب بسرعة طحن الكرة 2000 دورة/دقيقة لمدة 24 ساعة للحصول على ملاط ​​السيليكون على نطاق نانو. يتم نقل ملاط ​​السيليكون الناتج إلى خزان نقل التشتت، وتضاف المواد وفقًا لنسبة كتلة السيليكون: الجرافيت (يتم إنتاجه في شنغهاي، درجة البطارية): أنابيب الكربون النانوية (يتم إنتاجه في تيانجين، درجة البطارية): البولي فينيل بيروليدون (يتم إنتاجه في في تيانجين، الدرجة التحليلية) = 40:60:1.5:2. يتم استخدام الأيزوبروبانول لضبط المحتوى الصلب، وقد تم تصميم المحتوى الصلب ليكون 15%. يتم إجراء الطحن والتشتت بسرعة تشتت تبلغ 3500 دورة / دقيقة لمدة 4 ساعات. تتم مقارنة مجموعة أخرى من الملاط دون إضافة الأنابيب النانوية الكربونية، والمواد الأخرى هي نفسها. يتم بعد ذلك نقل الملاط المشتت الذي تم الحصول عليه إلى خزان تغذية التجفيف بالرش، ويتم إجراء التجفيف بالرش في جو محمي بالنيتروجين، مع درجة حرارة مدخل ومخرج تبلغ 180 و90 درجة مئوية، على التوالي. ثم تمت مقارنة نوعين من طلاء الكربون، طلاء الطور الصلب وطلاء الطور السائل. طريقة طلاء الطور الصلب هي: يتم خلط المسحوق المجفف بالرش مع 20٪ مسحوق أسفلت (صنع في كوريا، D50 هو 5 ميكرومتر)، ويخلط في خلاط ميكانيكي لمدة 10 دقائق، وسرعة الخلط هي 2000 دورة / دقيقة للحصول على مسحوق مطلي مسبقًا. طريقة طلاء الطور السائل هي: تتم إضافة المسحوق المجفف بالرش إلى محلول الزيلين (المصنوع في تيانجين، الدرجة التحليلية) الذي يحتوي على 20٪ من الأسفلت المذاب في المسحوق بمحتوى صلب بنسبة 55٪، ويتم التقليب بالفراغ بالتساوي. تُخبز في فرن فراغ عند 85 درجة مئوية لمدة 4 ساعات، وتوضع في خلاط ميكانيكي للخلط، وسرعة الخلط 2000 دورة / دقيقة، ووقت الخلط 10 دقائق للحصول على مسحوق مطلي مسبقًا. أخيرًا، تم تحميص المسحوق المطلي مسبقًا في فرن دوار تحت جو من النيتروجين بمعدل تسخين قدره 5 درجات مئوية/دقيقة. تم حفظه أولاً عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 550 درجة مئوية لمدة ساعتين، ثم استمر في التسخين حتى 800 درجة مئوية وحفظه عند درجة حرارة ثابتة لمدة ساعتين، ثم تم تبريده بشكل طبيعي إلى أقل من 100 درجة مئوية وتفريغه للحصول على كربون السيليكون. مادة مركبة.

1.2 طرق التوصيف

تم تحليل توزيع حجم الجسيمات للمادة باستخدام جهاز اختبار حجم الجسيمات (إصدار Mastersizer 2000، المصنوع في المملكة المتحدة). تم اختبار المساحيق التي تم الحصول عليها في كل خطوة عن طريق المسح المجهري الإلكتروني (Regulus8220، صنع في اليابان) لفحص شكل وحجم المساحيق. تم تحليل بنية الطور للمادة باستخدام محلل حيود مسحوق الأشعة السينية (D8 ADVANCE، صنع في ألمانيا)، وتم تحليل التركيب العنصري للمادة باستخدام محلل طيف الطاقة. تم استخدام المادة المركبة من كربون السيليكون التي تم الحصول عليها لصنع نصف خلية زر من طراز CR2032، وكانت نسبة كتلة كربون السيليكون: SP: CNT: CMC: SBR 92:2:2:1.5:2.5. القطب المضاد عبارة عن لوح ليثيوم معدني، والكهارل عبارة عن إلكتروليت تجاري (موديل 1901، صنع في كوريا)، ويتم استخدام الحجاب الحاجز Celgard 2320، ونطاق جهد الشحن والتفريغ هو 0.005-1.5 فولت، وتيار الشحن والتفريغ هو 0.1 درجة مئوية. (1C = 1A)، وتيار قطع التفريغ هو 0.05 درجة مئوية.

من أجل إجراء مزيد من التحقيق في أداء المواد المركبة من الكربون والسيليكون، تم تصنيع بطارية صغيرة مغلفة ناعمة الحزمة 408595. يستخدم القطب الموجب NCM811 (مصنوع في هونان، درجة البطارية)، والقطب السالب الجرافيت مطلي بمادة السيليكون والكربون بنسبة 8%. صيغة ملاط ​​القطب الموجب هي 96% NCM811، 1.2% فلوريد البولي فينيلدين (PVDF)، 2% عامل موصل SP، 0.8% CNT، وNMP يستخدم كمشتت؛ تركيبة ملاط ​​القطب السالب هي 96% من مادة القطب السالب المركبة، 1.3% CMC، 1.5% SBR، 1.2% CNT، ويتم استخدام الماء كمشتت. بعد التحريك، والطلاء، والدرفلة، والقطع، والتصفيح، واللحام، والتعبئة، والخبز، وحقن السائل، والتشكيل وتقسيم السعة، تم إعداد 408595 بطاريات صغيرة ناعمة مغلفة بسعة مقدرة تبلغ 3 آه. تم اختبار أداء معدل 0.2C و0.5C و1C و2C و3C وأداء الدورة لشحن 0.5C وتفريغ 1C. كان نطاق جهد الشحن والتفريغ 2.8-4.2 فولت، تيار مستمر وشحن جهد ثابت، وكان تيار القطع 0.5 درجة مئوية.

2 النتائج والمناقشة
تمت ملاحظة مسحوق السيليكون الأولي عن طريق المسح المجهري الإلكتروني (SEM). كان مسحوق السيليكون حبيبيًا بشكل غير منتظم بحجم جسيم أقل من 2 ميكرومتر، كما هو موضح في الشكل 1 (أ). بعد طحن الكرة، تم تقليل حجم مسحوق السيليكون بشكل ملحوظ إلى حوالي 100 نانومتر [الشكل 1 (ب)]. أظهر اختبار حجم الجسيمات أن D50 لمسحوق السيليكون بعد طحن الكرة كان 110 نانومتر وD90 كان 175 نانومتر. يُظهر الفحص الدقيق لمورفولوجية مسحوق السيليكون بعد طحن الكرة بنية قشارية (سيتم التحقق من تشكيل البنية القشرية بشكل أكبر من SEM المقطعي لاحقًا). لذلك، يجب أن تكون بيانات D90 التي تم الحصول عليها من اختبار حجم الجسيمات هي البعد الطولي للورقة النانوية. بالاشتراك مع نتائج SEM، يمكن الحكم على أن حجم الورقة النانوية التي تم الحصول عليها أصغر من القيمة الحرجة البالغة 150 نانومتر لكسر مسحوق السيليكون أثناء الشحن والتفريغ في بعد واحد على الأقل. يرجع تكوين التشكل القشري بشكل أساسي إلى طاقات التفكك المختلفة للمستويات البلورية للسيليكون البلوري، ومن بينها مستوى {111} من السيليكون لديه طاقة تفكك أقل من المستويين البلوريين {100} و{110}. لذلك، يتم تخفيف هذا المستوى البلوري بسهولة أكبر عن طريق الطحن الكروي، ويشكل في النهاية بنية قشرية. يساعد الهيكل المتقشر على تراكم الهياكل السائبة، ويحتفظ بمساحة لتوسيع حجم السيليكون، ويحسن ثبات المادة.

تم رش الملاط المحتوي على السيليكون النانوي والـ CNT والجرافيت، وتم فحص المسحوق قبل الرش وبعده بواسطة SEM. تظهر النتائج في الشكل 2. مصفوفة الجرافيت المضافة قبل الرش عبارة عن هيكل تقشر نموذجي بحجم 5 إلى 20 ميكرومتر [الشكل 2 (أ)]. يُظهر اختبار توزيع حجم الجسيمات للجرافيت أن D50 يبلغ 15 ميكرومتر. المسحوق الذي يتم الحصول عليه بعد الرش له شكل كروي [الشكل 2 (ب)]، ويمكن ملاحظة أن الجرافيت مغلف بطبقة الطلاء بعد الرش. يبلغ D50 للمسحوق بعد الرش 26.2 ميكرومتر. تمت ملاحظة الخصائص المورفولوجية للجزيئات الثانوية بواسطة SEM، مما يوضح خصائص البنية المسامية الفضفاضة المتراكمة بواسطة المواد النانوية [الشكل 2 (ج)]. يتكون الهيكل المسامي من صفائح السيليكون النانوية والأنابيب النانوية الكربونية المتشابكة مع بعضها البعض [الشكل 2 (د)]، وتصل مساحة السطح المحددة للاختبار (BET) إلى 53.3 م 2 / جم. لذلك، بعد الرش، تتجمع صفائح السيليكون النانوية والأنابيب النانوية الكربونية ذاتيًا لتشكل بنية مسامية.

تمت معالجة الطبقة المسامية بطبقة من الكربون السائل، وبعد إضافة درجة طلاء الكربون الأولية والتكربن، تم إجراء مراقبة SEM. تظهر النتائج في الشكل 3. بعد الطلاء المسبق للكربون، يصبح سطح الجسيمات الثانوية أملسًا، مع طبقة طلاء واضحة، ويكتمل الطلاء، كما هو موضح في الشكلين 3 (أ) و(ب). بعد الكربنة، تحافظ طبقة الطلاء السطحي على حالة طلاء جيدة [الشكل 3 (ج)]. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر صورة SEM المستعرضة جسيمات نانوية على شكل شريط [الشكل 3 (د)]، والتي تتوافق مع الخصائص المورفولوجية للأوراق النانوية، مما يزيد من التحقق من تكوين صفائح السيليكون النانوية بعد طحن الكرة. بالإضافة إلى ذلك، يوضح الشكل 3(د) وجود مواد مالئة بين بعض أوراق النانو. ويرجع ذلك أساسًا إلى استخدام طريقة طلاء الطور السائل. سوف يخترق محلول الأسفلت المادة، بحيث يحصل سطح صفائح السيليكون النانوية الداخلية على طبقة واقية من طلاء الكربون. لذلك، باستخدام طلاء الطور السائل، بالإضافة إلى الحصول على تأثير طلاء الجسيمات الثانوية، يمكن أيضًا الحصول على تأثير طلاء الكربون المزدوج لطلاء الجسيمات الأساسي. تم اختبار المسحوق المتفحم بواسطة BET، وكانت نتيجة الاختبار 22.3 م2/جم.

تعرض المسحوق المتفحم لتحليل طيف الطاقة المقطعي (EDS)، وتظهر النتائج في الشكل 4 (أ). النواة ذات الحجم الميكروني هي مكون C، يتوافق مع مصفوفة الجرافيت، ويحتوي الغلاف الخارجي على السيليكون والأكسجين. لمزيد من التحقيق في بنية السيليكون، تم إجراء اختبار حيود الأشعة السينية (XRD)، وتظهر النتائج في الشكل 4 (ب). تتكون المادة بشكل أساسي من الجرافيت والسيليكون أحادي البلورة، مع عدم وجود خصائص واضحة لأكسيد السيليكون، مما يشير إلى أن مكون الأكسجين في اختبار طيف الطاقة يأتي بشكل أساسي من الأكسدة الطبيعية لسطح السيليكون. يتم تسجيل المادة المركبة من الكربون والسيليكون على أنها S1.

تم إخضاع مادة السيليكون والكربون المحضرة S1 لإنتاج نصف خلية من نوع الزر واختبارات تفريغ الشحنة. يظهر الشكل 5 منحنى تفريغ الشحنة الأول. وتبلغ السعة النوعية القابلة للعكس 1000.8 مللي أمبير/جرام، وتبلغ كفاءة الدورة الأولى 93.9%، وهي أعلى من الكفاءة الأولى لمعظم المواد القائمة على السيليكون دون الحاجة إلى تفريغ مسبق. ذكرت lithiation في الأدب. تشير الكفاءة الأولى العالية إلى أن المادة المركبة المصنوعة من السيليكون والكربون المحضرة تتمتع بثبات عالي. من أجل التحقق من تأثير البنية المسامية والشبكة الموصلة وطلاء الكربون على ثبات مواد كربون السيليكون، تم تحضير نوعين من مواد كربون السيليكون دون إضافة CNT ودون طلاء كربون أولي.

يظهر الشكل 6 شكل المسحوق المتفحم للمادة المركبة من الكربون والسيليكون دون إضافة CNT. بعد طلاء الطور السائل والكربنة، يمكن رؤية طبقة الطلاء بوضوح على سطح الجزيئات الثانوية في الشكل 6 (أ). يظهر الشكل 6 (ب) المقطع العرضي للمادة المتفحمة في الشكل 6 (ب). يتميز تكديس أوراق السيليكون النانوية بخصائص مسامية، ويبلغ اختبار BET 16.6 م2/جم. ومع ذلك، بالمقارنة مع حالة CNT [كما هو مبين في الشكل 3 (د)، فإن اختبار BET لمسحوقها المتفحم هو 22.3 م 2 / جم]، وكثافة تكديس السيليكون النانوي الداخلي أعلى، مما يشير إلى أن إضافة CNT يمكن أن يعزز تشكيل هيكل مسامي. بالإضافة إلى ذلك، لا تحتوي المادة على شبكة موصلة ثلاثية الأبعاد أنشأها CNT. يتم تسجيل المادة المركبة من الكربون والسيليكون على أنها S2.

يوضح الشكل 7 الخصائص المورفولوجية للمادة المركبة من السيليكون والكربون المحضرة بطبقة كربون صلبة الطور. بعد الكربنة، توجد طبقة طلاء واضحة على السطح، كما هو موضح في الشكل 7 (أ). يوضح الشكل 7 (ب) وجود جسيمات نانوية على شكل شريط في المقطع العرضي، وهو ما يتوافق مع الخصائص المورفولوجية للصفائح النانوية. يشكل تراكم أوراق النانو بنية مسامية. لا يوجد حشو واضح على سطح أوراق النانو الداخلية، مما يشير إلى أن طلاء الكربون ذو الطور الصلب يشكل فقط طبقة طلاء كربون ذات بنية مسامية، ولا توجد طبقة طلاء داخلية لأوراق السيليكون النانوية. يتم تسجيل هذه المادة المركبة من الكربون والسيليكون على أنها S3.

تم إجراء اختبار الشحن والتفريغ لنصف الخلية من نوع الزر على S2 وS3. كانت السعة المحددة والكفاءة الأولى لـ S2 1120.2 مللي أمبير/جم و84.8% على التوالي، وكانت السعة المحددة والكفاءة الأولى لـ S3 882.5 مللي أمبير/جم و82.9% على التوالي. كانت السعة المحددة والكفاءة الأولى لعينة S3 المطلية بالمرحلة الصلبة هي الأدنى، مما يشير إلى أنه تم تنفيذ طلاء الكربون للبنية المسامية فقط، ولم يتم تنفيذ طلاء الكربون لصفائح السيليكون النانوية الداخلية، الأمر الذي لا يمكن أن يعطي اللعب الكامل إلى السعة المحددة للمادة القائمة على السيليكون ولا يمكنها حماية سطح المادة القائمة على السيليكون. كانت الكفاءة الأولى لعينة S2 بدون CNT أيضًا أقل من كفاءة المادة المركبة من الكربون والسيليكون التي تحتوي على CNT، مما يشير إلى أنه على أساس طبقة طلاء جيدة، فإن الشبكة الموصلة ودرجة أعلى من البنية المسامية تساعد على التحسين. كفاءة الشحن والتفريغ لمادة السيليكون والكربون.

تم استخدام مادة السيليكون والكربون S1 لصنع بطارية صغيرة ناعمة ممتلئة لفحص معدل الأداء وأداء الدورة. يظهر منحنى معدل التفريغ في الشكل 8 (أ). قدرات التفريغ 0.2C، 0.5C، 1C، 2C و 3C هي 2.970، 2.999، 2.920، 2.176 و 1.021 آه، على التوالي. يصل معدل التفريغ 1C إلى 98.3%، لكن معدل التفريغ 2C ينخفض ​​إلى 73.3%، وينخفض ​​معدل التفريغ 3C إلى 34.4%. للانضمام إلى مجموعة تبادل الأقطاب السالبة للسيليكون، يرجى إضافة WeChat: shimobang. من حيث معدل الشحن، تبلغ سعات الشحن 0.2C و0.5C و1C و2C و3C 3.186 و3.182 و3.081 و2.686 و2.289 أمبير على التوالي. يبلغ معدل شحن 1C 96.7%، ولا يزال معدل شحن 2C يصل إلى 84.3%. ومع ذلك، مع ملاحظة منحنى الشحن في الشكل 8 (ب)، فإن منصة الشحن 2C أكبر بكثير من منصة الشحن 1C، وتمثل قدرة شحن الجهد الثابت الخاصة بها معظم (55٪)، مما يشير إلى أن استقطاب البطارية القابلة لإعادة الشحن 2C هو بالفعل كبيرة جدًا. تتمتع مادة السيليكون والكربون بأداء جيد في الشحن والتفريغ عند 1 درجة مئوية، ولكن الخصائص الهيكلية للمادة تحتاج إلى مزيد من التحسين لتحقيق معدل أداء أعلى. كما هو موضح في الشكل 9، بعد 450 دورة، يصل معدل الاحتفاظ بالقدرة إلى 78%، مما يوضح أداء الدورة الجيد.

تم فحص الحالة السطحية للقطب الكهربائي قبل الدورة وبعدها بواسطة SEM، وتظهر النتائج في الشكل 10. قبل الدورة، يكون سطح مواد الجرافيت والسيليكون والكربون واضحًا [الشكل 10 (أ)]؛ بعد الدورة، من الواضح أنه يتم إنشاء طبقة طلاء على السطح [الشكل 10 (ب)]، وهو فيلم SEI سميك. خشونة فيلم SEI، استهلاك الليثيوم النشط مرتفع، وهو ما لا يفضي إلى أداء الدورة. ولذلك، فإن تعزيز تكوين فيلم SEI سلس (مثل بناء فيلم SEI الاصطناعي، وإضافة إضافات الإلكتروليت المناسبة، وما إلى ذلك) يمكن أن يحسن أداء الدورة. تُظهر مراقبة SEM المقطعية لجزيئات السيليكون والكربون بعد الدورة [الشكل 10 (ج)] أن جسيمات السيليكون النانوية الأصلية ذات الشكل الشريطي أصبحت أكثر خشونة وتم التخلص من البنية المسامية بشكل أساسي. ويرجع ذلك أساسًا إلى التوسع المستمر في الحجم وانكماش مادة السيليكون والكربون أثناء الدورة. ولذلك، يحتاج الهيكل المسامي إلى مزيد من التعزيز لتوفير مساحة عازلة كافية لتوسيع حجم المادة القائمة على السيليكون.

3 الاستنتاج

استنادًا إلى توسع الحجم والموصلية الضعيفة وضعف ثبات الواجهة لمواد الأقطاب الكهربائية السالبة القائمة على السيليكون، تقدم هذه الورقة تحسينات مستهدفة، بدءًا من التشكيل المورفولوجي لصفائح السيليكون النانوية، وبناء البنية المسامية، وبناء الشبكة الموصلة، وطلاء الكربون الكامل للجسيمات الثانوية بأكملها. ، لتحسين استقرار مواد القطب السالب القائمة على السيليكون ككل. يمكن أن يشكل تراكم صفائح السيليكون النانوية بنية مسامية. سيؤدي إدخال CNT إلى تعزيز تكوين بنية مسامية. إن المادة المركبة من السيليكون والكربون المحضرة بواسطة طلاء الطور السائل لها تأثير طلاء كربون مزدوج مقارنة بتلك المحضرة بواسطة طلاء الطور الصلب، وتظهر قدرة محددة أعلى وكفاءة أولى. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكفاءة الأولى للمادة المركبة المصنوعة من الكربون والسيليكون التي تحتوي على CNT أعلى من تلك التي لا تحتوي على CNT، ويرجع ذلك أساسًا إلى الدرجة الأعلى من قدرة البنية المسامية على تخفيف توسع حجم المواد القائمة على السيليكون. سيؤدي إدخال CNT إلى بناء شبكة موصلة ثلاثية الأبعاد، وتحسين موصلية المواد القائمة على السيليكون، وإظهار أداء جيد بمعدل 1C؛ وتظهر المادة أداءً جيدًا للدورة. ومع ذلك، فإن البنية المسامية للمادة تحتاج إلى مزيد من التعزيز لتوفير مساحة عازلة كافية لتوسيع حجم السيليكون، وتعزيز تكوين سلس.وفيلم SEI الكثيف لزيادة تحسين أداء دورة المادة المركبة من السيليكون والكربون.

نقوم أيضًا بتوريد منتجات الجرافيت وكربيد السيليكون عالية النقاء، والتي تستخدم على نطاق واسع في معالجة الرقاقات مثل الأكسدة، والانتشار، والتليين.

نرحب بأي عملاء من جميع أنحاء العالم لزيارتنا لمزيد من المناقشة!

https://www.vet-china.com/