Diagrama del proceso de separación del siloxano, b) diagrama de la estructura molecular del siloxano, c) carbón revestido nano-silicio / sílice compuesto nano-ánodo material microstructure diagrama de la microestructura
Figura 2. Comparación de los materiales de ánodo compuesto de nano-silicio / sílice bidimensional con las propiedades de alta magnificación de los materiales negativos basados en silicio que se informan en este documento
Figura 3. Estabilidad cíclica de materiales de ánodos compuestos bidimensionales de nanosilicio / sílice
Figura 4. Diagrama esquemático de los materiales compuestos de nano-silicio / sílice bidimensionales para baterías de larga duración para vehículos eléctricos
Con respecto al material de electrodo negativo de grafito convencional (372mAh / g), un material de electrodo negativo de silicio tiene una capacidad muy alta teórico específico (3580mAh / g), la alta densidad de energía material del ánodo de la batería de iones de litio futuro de elección, pero ciclo de carga-descarga de material de ánodo de silicio cambio de volumen está presente (hasta 3 veces), dando como resultado la pulverización de partículas de silicio, haciendo que la película de SEI se reproduce repetidamente baja eficiencia coulombiana, el deterioro del contacto eléctrico de los aumentos de polarización, la capacidad de vida de ciclo de silicio y tasa real en el material de electrodo negativo inferior.
litio potencia la tecnología de materiales de la batería Ningbo y laboratorio de ingeniería del Instituto de Ingeniería desde 2011 para llevar a cabo la investigación y desarrollo de materiales de ánodo a base de silicio, se ha avanzado en la serie en 2012 informaron de un material tridimensional porosa nano-Si / grafeno compuesta ánodo. recientemente, también informó de una nueva bidimensional de silicio / silicio de material compuesto de dióxido de material de electrodo negativo (2D nano-Si / SiO2). el trabajo CaSi2 transición topológica de una estructura en capas, el decapado químico átomos de Ca (Fig. 1a en una solución ácida ), dejando una sola capa atómica de silicio alquenilo plisado, porque sólo los átomos de Si se hibridación sp3, silenes extremadamente inestables en una solución acuosa para dar un siloxene dimensional óxido metaestable (Fig. IB), una siloxene bidimensional de deshidratación adecuado a través de condiciones de tratamiento térmico para obtener silicio / silicio de material compuesto de dióxido de material de desproporcionada bidimensional electrodo negativo (2D nano-Si / SiO2), en el que el nano Si se dispersan uniformemente en un óxido de silicio amorfo (Fig. 1c). estructura dimensional puede reducir efectivamente la distancia de migración de los iones de litio, nano-silicio y óxido de silicio puede reducir efectivamente la expansión de volumen, por lo que el uso de 2D nano-Si / SiO2 @ C preparado por este método presentan una excelente estabilidad y capacidad de velocidad de ciclismo. prueba de rendimiento electroquímico Fuera en 0.15A condición / g, la primera capacidad de descarga mayor que 950mAh / g, en 7,5 A / g, una gran densidad de corriente, una capacidad de descarga de 360mAh / g, en comparación con silicio o materiales de óxido de silicio se han reportado en la literatura, capacidad de velocidad tiene ventajas significativas (Fig. 2); en 1,5, densidad de corriente 3.0 y 7.5A / g, el ciclo de 300 semanas las tasas de retención de capacidad fueron 73%, 73% y 92% (Fig. 3) de la nueva nano 2D. -Si / SiO2 @, se espera que se utilice en vehículos eléctricos de larga duración (Figura 4).
El trabajo de investigación se basa en nanoestructuras bidimensionales de subóxidos de silicio con nanomodelos de Si confinados en SiO2 amorfo derivado de siloxeno como ánodo de alto rendimiento para baterías de iones de litio.
El trabajo de investigación ha sido la investigación nacional clave y proyectos de desarrollo, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales, la Academia China de Ciencias proyectos de despliegue clave, la Academia China de Ciencias piloto y Ningbo grafeno solicitud de tecnología de investigación y desarrollo de proyectos financiados.
