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發布時間:2015.12.01 新聞來源:重慶市南方阻然電線電纜銷售有限公司 瀏覽次數:

科大研究低溫合成硅納米鋰離子電池負極材料                 南方阻然電線

 

 

 

 

 

一直以來,利用廉價的二氧化硅或硅酸鹽制備硅資料都需要較高的反應溫度。目前工業上采用的方法依然是高溫碳熱還原法(>1700℃)所制備的硅大都為塊材,難以應用于鋰離子電池負極材料。2007年至今,650℃條件下鎂熱還原二氧化硅是主要的制備納米硅材料的方法,但該方法條件苛刻,容易發生副產物Mg2Si且產率較低。鋁熱還原二氧化硅因產生惰性的Al2O3需高于鋁的熔點,700℃以上的高溫反應才干進行。

 

 

 

 

近日,中國科學技術大學錢逸泰課題組發展了一種在200℃熔鹽體系中,采用金屬Al或Mg還原二氧化硅或硅酸鹽制備納米硅材料的方法。將該資料應用于鋰離子電池負極材料,展示出優異的電化學性能。該研究效果發表在能源環境科學》上,論文的第一作者為課題組的博士生林寧。

 

 

 

該工作是錢逸泰課題組熔鹽體系中用金屬鎂還原四氯化硅(SiCl4+Mg+A lCl3制備硅納米材料的拓展性工作,但此次報道的工作因采用二氧化硅及各種硅酸鹽為硅源,原料更加易得、價格廉價,更易放大,該工作的實用性更加顯著。另外,該工作可以用價格更加廉價的金屬Al為還原劑,反應中生成AlOCl解決了臨時以來鋁熱反應中生成惰性的Al2O3而使反應無法低溫下進行的問題,促進了反應在低溫下的繼續進行。

 

 

 

該方法適用于還原各種二氧化硅粉體和含硅酸鹽的原料如玻璃纖維、分子篩等,以及礦物如鉀長石、硅藻土和生物礦物質等,而且產率能達到70%以上。對本低溫熔鹽的反應機理深入研究發現,AlCl3熔鹽能夠直接參與到該金屬熱還原過程。將鋁熱還原硅酸鹽制備的納米硅用于鋰離子電池負極資料測試標明,3?A /g電流密度下循環1000圈,可逆比容量保持870?mA h/g且首圈庫侖效率高于80%并具有很好的倍率性能。

 

 

 

上述研究得到國家自然科學基金的資助。

本文共分 1
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