צוגרייטונג און פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג פון פּאָראָוס סיליקאָן טשאַד קאָמפּאָסיטע מאַטעריאַלס

ליטהיום-יאָן באַטעריז זענען דער הויפּט דעוועלאָפּינג אין דער ריכטונג פון הויך ענערגיע געדיכטקייַט. אין צימער טעמפּעראַטור, סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס צומיש מיט ליטהיום צו פּראָדוצירן ליטהיום-רייַך פּראָדוקט לי3.75סי פאַסע, מיט אַ ספּעציפיש קאַפּאַציטעט פון אַרויף צו 3572 מאַה / ג, וואָס איז פיל העכער ווי די טעאָרעטיש ספּעציפיש קאַפּאַציטעט פון גראַפייט נעגאַטיוו ילעקטראָוד 372 מאַה / ג. אָבער, בעשאַס די ריפּיטיד טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג פּראָצעס פון סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס, די פאַסע טראַנספאָרמאַציע פון ​​Si און Li3.75Si קענען פּראָדוצירן ריזיק באַנד יקספּאַנשאַן (וועגן 300%), וואָס וועט פירן צו סטראַקטשעראַל פּאַודערינג פון ילעקטראָוד מאַטעריאַלס און קעסיידערדיק פאָרמירונג פון SEI פילם, און לעסאָף פאַרשאַפן די קאַפּאַציטעט צו פאַלן ראַפּאַדלי. די ינדאַסטרי ימפּרוווז דער הויפּט פאָרשטעלונג פון סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס און די פעסטקייַט פון סיליציום-באזירט באַטעריז דורך נאַנאָ-סייזינג, טשאַד קאָוטינג, פּאָרע פאָרמירונג און אנדערע טעקנאַלאַדזשיז.

טשאַד מאַטעריאַלס האָבן גוט קאַנדאַקטיוואַטי, נידעריק פּרייַז און ברייט קוואלן. זיי קענען פֿאַרבעסערן די קאַנדאַקטיוואַטי און ייבערפלאַך פעסטקייַט פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס. זיי זענען פּרעפערענטשאַלי געניצט ווי פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג אַדאַטיווז פֿאַר סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָודז. סיליציום-טשאַד מאַטעריאַלס זענען די מיינסטרים אַנטוויקלונג ריכטונג פון סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָודז. טשאַד קאָוטינג קענען פֿאַרבעסערן די ייבערפלאַך פעסטקייַט פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס, אָבער זייַן פיייקייט צו ינכיבאַט סיליציום באַנד יקספּאַנשאַן איז אַלגעמיין און קענען נישט סאָלווע די פּראָבלעם פון סיליציום באַנד יקספּאַנשאַן. דעריבער, אין סדר צו פֿאַרבעסערן די פעסטקייַט פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס, פּאָרעז סטראַקטשערז דאַרפֿן צו זיין קאַנסטראַקטאַד. פּילקע מילינג איז אַן ינדאַסטריאַלייזד אופֿן פֿאַר פּריפּערינג נאַנאָמאַטעריאַל. פאַרשידענע אַדאַטיווז אָדער מאַטעריאַל קאַמפּאָונאַנץ קענען זיין מוסיף צו די סלערי באקומען דורך פּילקע מילינג לויט די פּלאַן רעקווירעמענץ פון די קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל. די סלערי איז יוואַנלי דיספּערסט דורך פאַרשידן סלערי און שפּריץ-דאַר. בעשאַס די ינסטאַנטאַניאַס דריינג פּראָצעס, די נאַנאָפּאַרטיקלעס און אנדערע קאַמפּאָונאַנץ אין די סלערי וועט ספּאַנטייניאַסלי פאָרעם פּאָרעז סטראַקטשעראַל קעראַקטעריסטיקס. דער פּאַפּיר ניצט ינדאַסטריאַלייזד און ינווייראַנמענאַלי פרייַנדלעך פּילקע מילינג און שפּריץ דרייינג טעכנאָלאָגיע צו צוגרייטן פּאָרעז סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס.

די פאָרשטעלונג פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס קענען אויך זיין ימפּרוווד דורך רעגיאַלייטינג די מאָרפאָלאָגי און פאַרשפּרייטונג קעראַקטעריסטיקס פון סיליציום נאַנאָמאַטעריאַלס. דערווייַל, סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס מיט פאַרשידן מאָרפאָלאָגיעס און פאַרשפּרייטונג קעראַקטעריסטיקס זענען צוגעגרייט, אַזאַ ווי סיליציום נאַנאָראָדס, פּאָרעז גראַפייט עמבעדיד נאַנאָסיליקאָן, נאַנאָסיליקאָן פונאנדערגעטיילט אין טשאַד ספערעס, סיליציום / גראַפענע מענגע פּאָרעז סטראַקטשערז, אאז"ו ו. אין דער זעלביקער וואָג, קאַמפּערד מיט נאַנאָפּאַרטיקלעס. , נאַנאָשיץ קענען בעסער פאַרשטיקן די קראַשינג פּראָבלעם געפֿירט דורך באַנד יקספּאַנשאַן און די מאַטעריאַל האט אַ העכער קאָמפּאַקטיאָן געדיכטקייַט. די דיסאָרדערד סטאַקינג פון נאַנאָשיץ קענען אויך פאָרעם אַ פּאָרעז סטרוקטור. צו פאַרבינדן די סיליציום נעגאַטיוו ילעקטראָוד וועקסל גרופּע. צושטעלן אַ באַפער פּלאַץ פֿאַר די באַנד יקספּאַנשאַן פון סיליציום מאַטעריאַלס. די הקדמה פון טשאַד נאַנאָטובעס (CNTs) קענען ניט בלויז פֿאַרבעסערן די קאַנדאַקטיוואַטי פון דעם מאַטעריאַל, אָבער אויך העכערן די פאָרמירונג פון פּאָרעז סטראַקטשערז פון דעם מאַטעריאַל רעכט צו זיין איין-דימענשאַנאַל מאָרפאַלאַדזשיקאַל קעראַקטעריסטיקס. עס זענען קיין ריפּאָרץ וועגן פּאָרעז סטראַקטשערז קאַנסטראַקטאַד דורך סיליציום נאַנאָשיץ און CNTs. דער פּאַפּיר אַדאַפּץ די ינדאַסטריאַל אָנווענדלעך פּילקע מילינג, גרינדינג און דיספּערשאַן, שפּריץ דרייינג, טשאַד פאַר-קאָוטינג און קאַלסינאַטיאָן מעטהאָדס, און ינטראַדוסיז פּאָרעז פּראַמאָוטערז אין דער צוגרייטונג פּראָצעס צו צוגרייטן פּאָרעז סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס געשאפן דורך זיך-פֿאַרזאַמלונג פון סיליציום נאַנאָשיץ און CNTs. דער צוגרייטונג פּראָצעס איז פּשוט, ינווייראַנמענאַלי פרייַנדלעך, און קיין וויסט פליסיק אָדער וויסט רעזאַדו איז דזשענערייטאַד. עס זענען פילע ליטעראַטור ריפּאָרץ וועגן טשאַד קאָוטינג פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס, אָבער עס זענען ווייניק אין-טיפקייַט דיסקוסיעס וועגן די ווירקונג פון קאָוטינג. דער פּאַפּיר ניצט אַספאָלט ווי די טשאַד מקור צו פאָרשן די ווירקונג פון צוויי טשאַד קאָוטינג מעטהאָדס, פליסיק פאַסע קאָוטינג און האַרט פאַסע קאָוטינג, אויף די קאָוטינג ווירקונג און די פאָרשטעלונג פון סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס.

1 עקספּערימענט
1.1 מאַטעריאַל צוגרייטונג

דער צוגרייטונג פון פּאָרעז סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס כולל דער הויפּט פינף סטעפּס: פּילקע מילינג, גרינדינג און דיספּערשאַן, שפּריץ דרייינג, טשאַד פאַר-קאָוטינג און קאַרבאָניזאַטיאָן. ערשטער, וועגן 500 ג פון ערשט סיליציום פּודער (דינער, 99.99% ריינקייַט), לייגן 2000 ג פון יסאָפּראָפּאַנאָל, און דורכפירן נאַס פּילקע מילינג מיט אַ פּילקע מילינג גיכקייַט פון 2000 ר / מין פֿאַר 24 שעה צו באַקומען נאַנאָ-וואָג סיליציום סלערי. די באקומען סיליציום סלערי איז טראַנספערד צו אַ דיספּערסיאָן אַריבערפירן טאַנק, און די מאַטעריאַלס זענען מוסיף לויט די מאַסע פאַרהעלטעניש פון סיליציום: גראַפייט (געשאפן אין שאַנגהאַי, באַטאַרייע מיינונג): טשאַד נאַנאָטובעס (געשאפן אין טיאַנדזשין, באַטאַרייע מיינונג): פּאָליוויניל פּירראָלידאָנע (געשאפן אין שאַנגהאַי). אין טיאַנדזשין, אַנאַליסיס מיינונג) = 40:60:1.5:2. יסאָפּראָפּאַנאָל איז געניצט צו סטרויערן די האַרט אינהאַלט, און די האַרט אינהאַלט איז דיזיינד צו זיין 15%. גרינדינג און דיספּערשאַן זענען דורכגעקאָכט אין אַ דיספּערזשאַן גיכקייַט פון 3500 ר / מין פֿאַר 4 ה. אן אנדער גרופּע פון ​​סלערי אָן אַדינג CNTs איז קאַמפּערד, און די אנדערע מאַטעריאַלס זענען די זעלבע. דער באקומען דיספּערסט סלערי איז טראַנספערד צו אַ שפּריץ דרייינג פידינג טאַנק, און שפּריץ דרייינג איז דורכגעקאָכט אין אַ ניטראָגען-פּראָטעקטעד אַטמאָספער, מיט די ינלעט און ווענטיל טעמפּעראַטורעס ריספּעקטיוולי 180 און 90 °C. דערנאָך צוויי טייפּס פון טשאַד קאָוטינג זענען קאַמפּערד, האַרט פאַסע קאָוטינג און פליסיק פאַסע קאָוטינג. די האַרט פאַסע קאָוטינג אופֿן איז: די שפּריץ-דאַר פּודער איז געמישט מיט 20% אַספאָלט פּודער (געמאכט אין קארעע, ד50 איז 5 μם), געמישט אין אַ מעטשאַניקאַל מיקסער פֿאַר 10 מינוט, און די מיקסינג גיכקייַט איז 2000 ר / מין צו באַקומען פאַר-קאָוטאַד פּודער. די פליסיק פאַסע קאָוטינג אופֿן איז: די שפּריץ-דאַר פּודער איז מוסיף צו אַ קסילענע לייזונג (געמאכט אין טיאַנדזשין, אַנאַליסיס מיינונג) מיט 20% אַספאָלט צעלאָזן אין די פּודער מיט אַ האַרט אינהאַלט פון 55%, און וואַקוום סטערד יוואַנלי. באַקן אין אַ וואַקוום ויוון בייַ 85 ℃ פֿאַר 4 שעה, שטעלן אין אַ מעטשאַניקאַל מיקסער פֿאַר מיקסינג, די מיקסינג גיכקייַט איז 2000 ר / מין, און די מיקסינג צייט איז 10 מינוט צו באַקומען פאַר-קאָוטאַד פּודער. צום סוף, די פאַר-קאָוטאַד פּודער איז קאַלסיינד אין אַ דריי-אויוון אונטער אַ ניטראָגען אַטמאָספער אין אַ באַהיצונג קורס פון 5 ° C / מין. עס איז געווען ערשטער געהאלטן בייַ אַ קעסיידערדיק טעמפּעראַטור פון 550 ° C פֿאַר 2 שעה, דעמאָלט פארבליבן צו היץ אַרויף צו 800 ° C און געהאלטן בייַ אַ קעסיידערדיק טעמפּעראַטור פֿאַר 2 שעה, און דעמאָלט געוויינטלעך קולד צו ונטער 100 ° C און דיסטשאַרדזשד צו באַקומען אַ סיליציום-טשאַד. קאָמפּאָסיטע מאַטעריאַל.

1.2 טשאַראַקטעריזאַטיאָן מעטהאָדס

די פּאַרטאַקאַל גרייס פאַרשפּרייטונג פון דעם מאַטעריאַל איז אַנאַלייזד מיט אַ פּאַרטאַקאַל גרייס טעסטער (Mastersizer 2000 ווערסיע, געמאכט אין די וק). די פּאַודערז באקומען אין יעדער שריט זענען טעסטעד דורך סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (Regulus8220, געמאכט אין יאַפּאַן) צו ונטערזוכן די מאָרפאָלאָגי און גרייס פון די פּאַודערז. די פאַסע סטרוקטור פון דעם מאַטעריאַל איז אַנאַלייזד מיט אַן X-Ray פּודער דיפפראַקשאַן אַנאַליזער (D8 ADVANCE, געמאכט אין דייַטשלאַנד), און די עלעמענטאַל זאַץ פון די מאַטעריאַל איז אַנאַלייזד מיט אַן ענערגיע ספּעקטרום אַנאַליזער. די באקומען סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל איז געניצט צו מאַכן אַ קנעפּל האַלב-צעל פון מאָדעל CR2032, און די מאַסע פאַרהעלטעניש פון סיליציום-טשאַד: SP: CNT: CMC: SBR איז געווען 92: 2: 2: 1.5: 2.5. די טאָמבאַנק ילעקטראָוד איז אַ מעטאַל ליטהיום בלאַט, די עלעקטראָליטע איז אַ געשעפט עלעקטראָליטע (מאָדעל 1901, געמאכט אין קארעע), סעלגאַרד 2320 דייאַפראַם איז געניצט, די אָפּצאָל און אָפּזאָגן וואָולטידזש קייט איז 0.005-1.5 וו, די אָפּצאָל און אָפּזאָגן קראַנט איז 0.1 C (1 ק = 1 אַ), און די אָפּזאָגן אָפּזאָגן קראַנט איז 0.05 סי.

אין סדר צו ווייַטער פאָרשן די פאָרשטעלונג פון סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס, לאַמאַנייטאַד קליין ווייך-פּאַק באַטאַרייע 408595 איז געווען געמאכט. די positive ילעקטראָוד ניצט NCM811 (געמאכט אין הונאַן, באַטאַרייע מיינונג), און די נעגאַטיוו ילעקטראָוד גראַפייט איז דאַפּט מיט 8% סיליציום-טשאַד מאַטעריאַל. די positive ילעקטראָוד סלערי פאָרמולע איז 96% NCM811, 1.2% פּאָליווינילידענע פלאָרייד (פּוודף), 2% קאַנדאַקטיוו אַגענט ספּ, 0.8% קנט, און נמפּ איז געניצט ווי אַ דיספּערסאַנט; די נעגאַטיוו ילעקטראָוד סלערי פאָרמולע איז 96% קאַמפּאַזאַט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל, 1.3% קמק, 1.5% סבר 1.2% קנט, און וואַסער איז געניצט ווי אַ דיספּערסאַנט. נאָך סטערינג, קאָוטינג, ראָולינג, קאַטינג, לאַמינאַטיאָן, קוויטל וועלדינג, פּאַקקאַגינג, באַקינג, פליסיק ינדזשעקשאַן, פאָרמירונג און קאַפּאַציטעט אָפּטייל, 408595 לאַמאַנייטאַד קליין ווייך פּאַק באַטעריז מיט אַ רייטאַד קאַפּאַציטעט פון 3 אַה זענען צוגעגרייט. די קורס פאָרשטעלונג פון 0.2C, 0.5C, 1C, 2C און 3C און די ציקל פאָרשטעלונג פון 0.5C אָפּצאָל און 1C אָפּזאָגן זענען טעסטעד. די טשאַרדזשינג און אָפּזאָגן וואָולטידזש קייט איז געווען 2.8-4.2 וו, קעסיידערדיק קראַנט און קעסיידערדיק וואָולטידזש טשאַרדזשינג, און די אָפּשניט קראַנט איז געווען 0.5C.

2 רעזולטאטן און דיסקוסיע
דער ערשט סיליציום פּודער איז באמערקט דורך סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (סעם). די סיליציום פּודער איז געווען ירעגיאַלערלי גראַניאַלער מיט אַ פּאַרטאַקאַל גרייס פון ווייניקער ווי 2μם, ווי געוויזן אין פיגורע 1(אַ). נאָך פּילקע מילינג, די גרייס פון די סיליציום פּודער איז באטייטיק רידוסט צו וועגן 100 נם [פיגורע 1 (ב)]. די פּאַרטאַקאַל גרייס פּראָבע געוויזן אַז די ד 50 פון די סיליציום פּודער נאָך פּילקע מילינג איז געווען 110 נם און די ד 90 איז 175 נם. א אָפּגעהיט דורכקוק פון די מאָרפאָלאָגי פון סיליציום פּודער נאָך פּילקע מילינג ווייזט אַ פלייקי סטרוקטור (די פאָרמירונג פון די פלייקי סטרוקטור וועט זיין ווייַטער וועראַפייד פֿון די קרייַז-סעקשאַנאַל סעם שפּעטער). דעריבער, די D90 דאַטן באקומען פון די פּאַרטאַקאַל גרייס פּרובירן זאָל זיין די לענג פון די נאַנאָשעעט. קאַמביינד מיט די SEM רעזולטאַטן, עס קענען זיין געמשפט אַז די גרייס פון די באקומען נאַנאָשעעט איז קלענערער ווי די קריטיש ווערט פון 150 נם פון די ברייקידזש פון סיליציום פּודער בעשאַס טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג אין לפּחות איין ויסמעסטונג. די פאָרמירונג פון די פלאַקי מאָרפאָלאָגי איז דער הויפּט רעכט צו די פאַרשידענע דיססאָסיאַטיאָן ענערגיעס פון די קריסטאַל פּליינז פון קריסטאַליין סיליציום, צווישן וואָס די {111} פלאַך פון סיליציום האט אַ נידעריקער דיססאָסיאַטיאָן ענערגיע ווי די {100} און {110} קריסטאַל פּליינז. דעריבער, דעם קריסטאַל פלאַך איז מער לייכט טינד דורך פּילקע מילינג, און לעסאָף פארמען אַ פלייקי סטרוקטור. די פלייקי סטרוקטור איז קאַנדוסיוו צו די אַקיומיאַליישאַן פון פרייַ סטראַקטשערז, ריזערווז פּלאַץ פֿאַר די באַנד יקספּאַנשאַן פון סיליציום, און ימפּרוווז די פעסטקייַט פון די מאַטעריאַל.

די סלערי מיט נאַנאָ-סיליציום, CNT און גראַפייט איז ספּרייד, און די פּודער איידער און נאָך ספּרייינג איז יגזאַמאַנד דורך SEM. די רעזולטאַטן זענען געוויזן אין פיגורע 2. די גראַפייט מאַטריץ צוגעגעבן איידער ספּרייינג איז אַ טיפּיש פלייק סטרוקטור מיט אַ גרייס פון 5 צו 20 μם [פיגורע 2 (אַ)]. די פּאַרטאַקאַל גרייס פאַרשפּרייטונג פּראָבע פון ​​גראַפייט ווייזט אַז D50 איז 15μם. די פּודער באקומען נאָך ספּרייינג האט אַ ספעריש מאָרפאָלאָגי [פיגורע 2 (ב)], און עס קענען זיין געזען אַז די גראַפיטע איז קאָוטאַד דורך די קאָוטינג שיכטע נאָך ספּרייינג. די ד50 פון די פּודער נאָך ספּרייינג איז 26.2 μם. די מאָרפאָלאָגיקאַל קעראַקטעריסטיקס פון די צווייטיק פּאַרטיקאַלז זענען באמערקט דורך SEM, ווייזונג די קעראַקטעריסטיקס פון אַ פרייַ פּאָרעז סטרוקטור אַקיומיאַלייטיד דורך נאַנאָמאַטעריאַלס [פיגורע 2 (C)]. די פּאָרעז סטרוקטור איז קאַמפּאָוזד פון סיליציום נאַנאָשיץ און קנט ינטערטוויינד מיט יעדער אנדערער [פיגורע 2 (ד)], און די פּראָבע ספּעציפיש ייבערפלאַך שטח (BET) איז ווי הויך ווי 53.3 מ 2 / ג. דעריבער, נאָך ספּרייינג, סיליציום נאַנאָשיץ און קנץ זיך-אַסעמבאַל צו פאָרעם אַ פּאָרעז סטרוקטור.

די פּאָרעז שיכטע איז געווען באהאנדלט מיט פליסיק טשאַד קאָוטינג, און נאָך אַדינג טשאַד קאָוטינג פּריקערסער פּעך און קאַרבאָניזאַטיאָן, סעם אָבסערוואַציע איז דורכגעקאָכט. די רעזולטאַטן זענען געוויזן אין פיגורע 3. נאָך טשאַד פאַר-קאָוטינג, די ייבערפלאַך פון די צווייטיק פּאַרטיקאַלז ווערט גלאַט, מיט אַ קלאָר ווי דער טאָג קאָוטינג שיכטע, און די קאָוטינג איז גאַנץ, ווי געוויזן אין Figures 3 (אַ) און (ב). נאָך קאַרבאָניזאַטיאָן, די ייבערפלאַך קאָוטינג שיכטע האלט אַ גוט קאָוטינג שטאַט [פיגורע 3 (C)]. אין אַדישאַן, די קרייַז-סעקשאַנאַל SEM בילד ווייזט פּאַס-שייפּט נאַנאָפּאַרטיקלעס [פיגורע 3 (ד)], וואָס שטימען צו די מאָרפאַלאַדזשיקאַל קעראַקטעריסטיקס פון נאַנאָשיץ, נאָך וועראַפייינג די פאָרמירונג פון סיליציום נאַנאָשיץ נאָך פּילקע מילינג. אין דערצו, פיגורע 3 (ד) ווייזט אַז עס זענען פילערז צווישן עטלעכע נאַנאָשיץ. דעם איז דער הויפּט רעכט צו דער נוצן פון פליסיק פאַסע קאָוטינג אופֿן. די אַספאָלט לייזונג וועט דורכנעמען אין דעם מאַטעריאַל, אַזוי אַז די ייבערפלאַך פון די ינערלעך סיליציום נאַנאָשיץ באַקומען אַ פּראַטעקטיוו שיכטע פון ​​טשאַד קאָוטינג. דעריבער, דורך ניצן פליסיק פאַסע קאָוטינג, אין אַדישאַן צו באַקומען די צווייטיק פּאַרטאַקאַל קאָוטינג ווירקונג, די טאָפּל טשאַד קאָוטינג ווירקונג פון ערשטיק פּאַרטאַקאַל קאָוטינג קענען אויך זיין באקומען. די קאַרבאַנייזד פּודער איז טעסטעד דורך BET, און די פּרובירן רעזולטאַט איז געווען 22.3 מ 2 / ג.

די קאַרבאַנייזד פּודער איז געווען אונטערטעניק צו קרייַז-סעקשאַנאַל ענערגיע ספּעקטרום אַנאַליסיס (עדס), און די רעזולטאַטן זענען געוויזן אין פיגורע 4 (אַ). די מייקראַן-סייזד האַרץ איז C קאָמפּאָנענט, קאָראַספּאַנדינג צו די גראַפייט מאַטריץ, און די ויסווייניקסט קאָוטינג כּולל סיליציום און זויערשטאָף. צו ווייַטער פאָרשן די סטרוקטור פון סיליציום, אַן X-Ray דיפפראַקשאַן (XRD) פּרובירן איז דורכגעקאָכט, און די רעזולטאַטן זענען געוויזן אין פיגורע 4 (ב). דער מאַטעריאַל איז דער הויפּט קאַמפּאָוזד פון גראַפייט און איין-קריסטאַל סיליציום, אָן קלאָר ווי דער טאָג סיליציום אַקסייד קעראַקטעריסטיקס, וואָס ינדיקייץ אַז די זויערשטאָף קאָמפּאָנענט פון די ענערגיע ספּעקטרום פּרובירן דער הויפּט קומט פון די נאַטירלעך אַקסאַדיישאַן פון די סיליציום ייבערפלאַך. די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל איז רעקאָרדעד ווי S1.

די צוגעגרייט סיליציום-טשאַד מאַטעריאַל S1 איז געווען אונטערטעניק צו קנעפּל-טיפּ האַלב-צעל פּראָדוקציע און אָפּצאָל-אָפּזאָגן טעסץ. דער ערשטער אָפּצאָל-אָפּזאָגן ויסבייג איז געוויזן אין פיגורע 5. די ריווערסאַבאַל ספּעציפיש קאַפּאַציטעט איז 1000.8 מאַה / ג, און דער ערשטער ציקל עפעקטיווקייַט איז ווי הויך ווי 93.9%, וואָס איז העכער ווי דער ערשטער עפעקטיווקייַט פון רובֿ סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס אָן פאַר- ליטיאַטיאָן געמאלדן אין דער ליטעראַטור. די הויך ערשטער עפעקטיווקייַט ינדיקייץ אַז די צוגעגרייט סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל האט הויך פעסטקייַט. אין סדר צו באַשטעטיקן די ווירקונג פון פּאָרעז סטרוקטור, קאַנדאַקטיוו נעץ און טשאַד קאָוטינג אויף די פעסטקייַט פון סיליציום-טשאַד מאַטעריאַלס, צוויי טייפּס פון סיליציום-טשאַד מאַטעריאַלס זענען צוגעגרייט אָן אַדינג קנט און אָן ערשטיק טשאַד קאָוטינג.

די מאָרפאָלאָגי פון די קאַרבאַנייזד פּודער פון די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל אָן אַדינג קנט איז געוויזן אין פיגורע 6. נאָך פליסיק פאַסע קאָוטינג און קאַרבאָניזאַטיאָן, אַ קאָוטינג שיכטע קענען זיין קלאר געזען אויף די ייבערפלאַך פון די צווייטיק פּאַרטיקאַלז אין פיגורע 6 (אַ). די קרייַז-סעקשאַנאַל סעם פון די קאַרבאַנייזד מאַטעריאַל איז געוויזן אין פיגורע 6 (ב). די סטאַקינג פון סיליציום נאַנאָשיץ האט פּאָרעז קעראַקטעריסטיקס, און די BET פּרובירן איז 16.6 מ 2 / ג. אָבער, קאַמפּערד מיט די פאַל מיט CNT [ווי געוויזן אין פיגורע 3 (ד), די BET פּראָבע פון ​​​​זייַן קאַרבאַנייזד פּודער איז 22.3 מ 2 / ג], די ינערלעך נאַנאָ-סיליציום סטאַקינג געדיכטקייַט איז העכער, וואָס ינדיקייץ אַז די אַדישאַן פון CNT קענען העכערן די פאָרמירונג פון אַ פּאָרעז סטרוקטור. אין אַדישאַן, דער מאַטעריאַל האט נישט אַ דריי-דימענשאַנאַל קאַנדאַקטיוו נעץ קאַנסטראַקטאַד דורך CNT. די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל איז רעקאָרדעד ווי S2.

די מאָרפאַלאַדזשיקאַל קעראַקטעריסטיקס פון די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל צוגעגרייט דורך האַרט-פאַסע טשאַד קאָוטינג זענען געוויזן אין פיגורע 7. נאָך קאַרבאָניזאַטיאָן, עס איז אַ קלאָר ווי דער טאָג קאָוטינג שיכטע אויף די ייבערפלאַך, ווי געוויזן אין פיגורע 7 (אַ). פיגור 7(ב) ווייזט אַז עס זענען פּאַס-שייפּט נאַנאָפּאַרטיקלעס אין די קרייַז אָפּטיילונג, וואָס קאָראַספּאַנדז צו די מאָרפאַלאַדזשיקאַל קעראַקטעריסטיקס פון נאַנאָשיץ. די אַקיומיאַליישאַן פון נאַנאָשיץ פארמען אַ פּאָרעז סטרוקטור. עס איז קיין קלאָר ווי דער טאָג פיללער אויף די ייבערפלאַך פון די ינערלעך נאַנאָשיץ, וואָס ינדיקייץ אַז די האַרט-פאַסע טשאַד קאָוטינג בלויז פארמען אַ טשאַד קאָוטינג שיכטע מיט אַ פּאָרעז סטרוקטור, און עס איז קיין ינערלעך קאָוטינג שיכטע פֿאַר די סיליציום נאַנאָשיץ. דעם סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל איז רעקאָרדעד ווי S3.

די קנעפּל-טיפּ האַלב-צעל אָפּצאָל און אָפּזאָגן פּרובירן איז געפירט אויף S2 און S3. די ספּעציפיש קאַפּאַציטעט און ערשטער עפעקטיווקייַט פון S2 זענען ריספּעקטיוולי 1120.2 מאַה / ג און 84.8%, און די ספּעציפיש קאַפּאַציטעט און ערשטער עפעקטיווקייַט פון ס 3 זענען ריספּעקטיוולי 882.5 מאַה / ג און 82.9%. די ספּעציפיש קאַפּאַציטעט און ערשטער עפעקטיווקייַט פון די האַרט-פאַסע קאָוטאַד ס 3 מוסטער איז געווען די לאָואַסט, וואָס ינדיקייץ אַז בלויז די טשאַד קאָוטינג פון די פּאָרעז סטרוקטור איז דורכגעקאָכט, און די טשאַד קאָוטינג פון די ינערלעך סיליציום נאַנאָשעץ איז נישט דורכגעקאָכט, וואָס קען נישט געבן פול שפּיל. צו די ספּעציפיש קאַפּאַציטעט פון די סיליציום-באזירט מאַטעריאַל און קען נישט באַשיצן די ייבערפלאַך פון די סיליציום-באזירט מאַטעריאַל. דער ערשטער עפעקטיווקייַט פון די S2 מוסטער אָן CNT איז אויך נידעריקער ווי אַז פון די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל מיט CNT, וואָס ינדיקייץ אַז אויף דער באזע פון ​​אַ גוט קאָוטינג שיכטע, די קאַנדאַקטיוו נעץ און אַ העכער גראַד פון פּאָרעז סטרוקטור קאַנדוסיוו צו די פֿאַרבעסערונג. פון די באַשולדיקונג און אָפּזאָגן עפעקטיווקייַט פון די סיליציום-טשאַד מאַטעריאַל.

די S1 סיליציום-טשאַד מאַטעריאַל איז געניצט צו מאַכן אַ קליין ווייך-פּאַק פול באַטאַרייע צו ונטערזוכן די קורס פאָרשטעלונג און ציקל פאָרשטעלונג. די אָפּזאָגן קורס ויסבייג איז געוויזן אין פיגורע 8 (אַ). די אָפּזאָגן קאַפּאַציטעט פון 0.2C, 0.5C, 1C, 2C און 3C זענען ריספּעקטיוולי 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 און 1.021 אַה. די 1C אָפּזאָגן קורס איז ווי הויך ווי 98.3%, אָבער די 2C אָפּזאָגן קורס טראפנס צו 73.3%, און די 3C אָפּזאָגן קורס טראפנס ווייַטער צו 34.4%. צו פאַרבינדן די סיליציום נעגאַטיוו ילעקטראָוד וועקסל גרופּע, ביטע לייגן WeChat: shimobang. אין טערמינען פון טשאַרדזשינג קורס, די 0.2C, 0.5C, 1C, 2C און 3C טשאַרדזשינג קאַפּאַסאַטיז זענען ריספּעקטיוולי 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 און 2.289 Ah. די 1C טשאַרדזשינג קורס איז 96.7%, און די 2C טשאַרדזשינג קורס נאָך ריטשאַז 84.3%. אָבער, אַבזערווינג די טשאַרדזשינג ויסבייג אין פיגורע 8(ב), די 2C טשאַרדזשינג פּלאַטפאָרמע איז באטייטיק גרעסערע ווי די 1C טשאַרדזשינג פּלאַטפאָרמע, און די קעסיידערדיק וואָולטידזש טשאַרדזשינג קאַפּאַציטעט אַקאַונץ פֿאַר רובֿ (55%), וואָס ינדיקייץ אַז די פּאָולעראַזיישאַן פון די 2C קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע איז שוין זייער גרויס. די סיליציום-טשאַד מאַטעריאַל האט גוט טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג פאָרשטעלונג ביי 1C, אָבער די סטראַקטשעראַל קעראַקטעריסטיקס פון דעם מאַטעריאַל דאַרפֿן צו זיין ווייַטער ימפּרוווד צו דערגרייכן העכער פאָרשטעלונג. ווי געוויזן אין פיגורע 9, נאָך 450 סייקאַלז, די קאַפּאַציטעט ריטענשאַן קורס איז 78%, ווייזונג גוט ציקל פאָרשטעלונג.

די ייבערפלאַך שטאַט פון די ילעקטראָוד איידער און נאָך די ציקל איז געווען ינוועסטאַגייטאַד דורך SEM, און די רעזולטאַטן זענען געוויזן אין פיגורע 10. איידער די ציקל, די ייבערפלאַך פון די גראַפייט און סיליציום-טשאַד מאַטעריאַלס איז קלאָר [פיגורע 10(אַ)]; נאָך דעם ציקל, אַ קאָוטינג שיכטע איז דאָך דזשענערייטאַד אויף די ייבערפלאַך [פיגורע 10 (ב)], וואָס איז אַ דיק SEI פילם. SEI פילם ראַפנאַס די אַקטיוו ליטהיום קאַנסאַמשאַן איז הויך, וואָס איז נישט קאַנדוסיוו צו די ציקל פאָרשטעלונג. דעריבער, פּראַמאָוטינג די פאָרמירונג פון אַ גלאַט סיי פילם (אַזאַ ווי קינסטלעך סיי פילם קאַנסטראַקשאַן, אַדינג פּאַסיק עלעקטראָליטע אַדאַטיווז, אאז"ו ו) קענען פֿאַרבעסערן די ציקל פאָרשטעלונג. די קרייַז-סעקשאַנאַל SEM אָבסערוואַציע פון ​​די סיליציום-טשאַד פּאַרטיקאַלז נאָך די ציקל [פיגורע 10 (C)] ווייזט אַז די אָריגינעל פּאַס-שייפּט סיליציום נאַנאָפּאַרטיקלעס האָבן ווערן גראָב און די פּאָרעז סטרוקטור איז בייסיקלי ילימאַנייטאַד. דאָס איז דער הויפּט רעכט צו דער קעסיידערדיק באַנד יקספּאַנשאַן און צונויפצי פון די סיליציום-טשאַד מאַטעריאַל בעשאַס די ציקל. דעריבער, די פּאָרעז סטרוקטור דאַרף זיין ווייַטער ימפּרוווד צו צושטעלן גענוג באַפער פּלאַץ פֿאַר די באַנד יקספּאַנשאַן פון די סיליציום-באזירט מאַטעריאַל.

3 מסקנא

באַזירט אויף די באַנד יקספּאַנשאַן, נעבעך קאַנדאַקטיוואַטי און נעבעך צובינד פעסטקייַט פון סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס, דעם פּאַפּיר מאכט טאַרגעטעד ימפּרווומאַנץ, פֿון די מאָרפאָלאָגי פורעמונג פון סיליציום נאַנאָשיץ, פּאָרעז סטרוקטור קאַנסטראַקשאַן, קאַנדאַקטיוו נעץ קאַנסטראַקשאַן און גאַנץ טשאַד קאָוטינג פון די צווייטיק פּאַרטיקאַלז. , צו פֿאַרבעסערן די פעסטקייַט פון סיליציום-באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס ווי אַ גאַנץ. די אַקיומיאַליישאַן פון סיליציום נאַנאָשיץ קענען פאָרעם אַ פּאָרעז סטרוקטור. די הקדמה פון CNT וועט העכערן די פאָרמירונג פון אַ פּאָרעז סטרוקטור. די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל צוגעגרייט דורך פליסיק פאַסע קאָוטינג האט אַ טאָפּל טשאַד קאָוטינג ווירקונג ווי אַז צוגעגרייט דורך האַרט פאַסע קאָוטינג, און יגזיבאַץ העכער ספּעציפיש קאַפּאַציטעט און ערשטער עפעקטיווקייַט. אין אַדישאַן, דער ערשטער עפעקטיווקייַט פון די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל מיט CNT איז העכער ווי אַז אָן CNT, וואָס איז דער הויפּט רעכט צו דער העכער גראַד פון פּאָרעז סטרוקטור ס פיייקייט צו גרינגער מאַכן די באַנד יקספּאַנשאַן פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס. די הקדמה פון CNT וועט בויען אַ דריי-דימענשאַנאַל קאַנדאַקטיוו נעץ, פֿאַרבעסערן די קאַנדאַקטיוואַטי פון סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס און ווייַזן גוט פאָרשטעלונג ביי 1C; און דער מאַטעריאַל ווייזט גוט ציקל פאָרשטעלונג. אָבער, די פּאָרעז סטרוקטור פון די מאַטעריאַל דאַרף זיין ווייטער געשטארקט צו צושטעלן גענוג באַפער פּלאַץ פֿאַר די באַנד יקספּאַנשאַן פון סיליציום, און העכערן די פאָרמירונג פון אַ גלאַט.און געדיכט סעי פילם צו ווייַטער פֿאַרבעסערן די ציקל פאָרשטעלונג פון די סיליציום-טשאַד קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל.

מיר אויך צושטעלן הויך-ריינקייַט גראַפייט און סיליציום קאַרבידע פּראָדוקטן, וואָס זענען וויידלי געניצט אין ווייפער פּראַסעסינג ווי אַקסאַדיישאַן, דיפיוזשאַן און אַנילינג.

באַגריסן קיין קאַסטאַמערז פון אַלע איבער די וועלט צו באַזוכן אונדז פֿאַר אַ ווייַטער דיסקוסיע!

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