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热等离子体例备硅纳米线锂电负极材料完成公斤级量产
发布时间:2019-09-27 15:24:56

热等离子体例备硅纳米线锂电负极材料完成公斤级量产

硅-碳纳米线团的合成和外征示企图


即日,中国科学院进程工程研讨所热等离子体例备硅纳米线负极材料上取得新希望,完成每小时公斤级量产,且制备的电池容量和寿命都抵达较高标准,与碳材料复合后轮回1000次的容量仍有2000mAh/g,为硅碳负极材料的产业化希望供应了新思道。相关研讨结果发外ACS Nano上。


目前古板的石墨负极材料,表面比容量只要372mAh/g,无法满意目今对电池高容量、高功用的需求。硅材料因其较高的比容量最期望成为下一代负极材料,但硅充放电进程保管体积膨胀告急、导电性差等题目,将硅材料纳米化是一个有用的途径,而批量和高效的制备纳米硅就成为完成产业化的主要技能根底,也是目今面临的艰难。


进程工程所功用粉体材料团队众年来努力于高频感受热等离子体的物理化学进程研讨和热等离子体安装研发,展开了等离子体例备特种粉体材料及工业化运用研讨。据团队认真人、研讨员袁方利先容,研讨团队依托自助研制的高频感受热等离子体安装,通过等离子体高温气化成核、可控孕育制备了容貌平均的直径约为50nm的硅纳米球,相关义务接踵发外于J.Mater.Chem.A,2015,3,18136(DOI:10.1039/c5ta04620c),NanoEnergy,2016,24,111-120(DOI:10.1016/j.nanoen.2016.04.014)。


副研讨员侯果林先容,研讨等离子体例备纳米硅时发明,等离子反响器中冷热程度差别,取得的产物具有差别的容貌和构造,研讨团队通过引入热壁反响器,延伸颗粒孕育时间等,胜利批量制备了硅纳米线,并进一步对硅纳米线与碳举行拼装,制备了众标准缓冲的碳包覆硅纳米线团。线团中有丰厚的孔隙构造,为硅纳米线嵌锂进程中的体积膨胀供应空间,可以承受必定的外力而包管构造不被摧毁,与表面盘算结果同等,为稳定的轮回功用供应了却构保证。


此次完成高频热等离子体例备纳米硅线每小时超公斤级的量产,为基于纳米硅的硅碳负极材料工业运用供应了根底和指点。相关义务取得国家自然科学基金和北京市自然科学基金的支撑。


稿件根源: 中科院进程工程研讨所
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