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發(fā)布時間:2015.12.01 新聞來源:廣州番禺電纜集團有限公司,番禺電纜旗下品牌:(番電)(樂光)-專業(yè)電纜電纜制造商! 瀏覽次數(shù):

中國科大研究低溫合成硅納米鋰離子電池負極材料           番禺電纜

 

 

 

 

 

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(yīng)溫度。目前工業(yè)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(yīng)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(fā)生副產(chǎn)物Mg2Si且產(chǎn)率較低。鋁熱還原二氧化硅因產(chǎn)生惰性的Al2O3需高于鋁的熔點,700℃以上的高溫反應(yīng)才干進行。

 

 

 

 

近日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)錢逸泰課題組發(fā)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(yīng)用于鋰離子電池負極材料,展示出優(yōu)異的電化學(xué)性能。該研究效果發(fā)表在能源環(huán)境科學(xué)》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(yīng)中生成AlOCl解決了臨時以來鋁熱反應(yīng)中生成惰性的Al2O3而使反應(yīng)無法低溫下進行的問題,促進了反應(yīng)在低溫下的繼續(xù)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(zhì)等,而且產(chǎn)率能達到70%以上。對本低溫熔鹽的反應(yīng)機理深入研究發(fā)現(xiàn),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(huán)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(xué)基金的資助。

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