Силиконоуглеродные анодные материалы: повышение производительности литий-ионной батареи циркониевыми керамическими буснами

1. Введение

Значительный интерес к разработке литий-ионных батарей проявили силиконоуглеродные анодные материалы. По мере роста спроса на высокоэнергоемкие аккумуляторы по мере роста производства электромобилей и переносной электроники эти материалы приобретают решающее значение в силу их высокой пропускной способности и экономической эффективности. Данная статья посвящена основным методам производства силиконоуглеродных анодных материалов, их преимуществам и недостатках, а также решающей роли циркониевых керамических бусин в производственном процессе, особенно в нанонизации и модификации поверхности.

Методы производства силиконоуглеродных анодных материалов

1. Химическое осаждение паров (кп)

CVD включает в себя газофазовые химические реакции для создания тонкой пленки на поверхности субстрата. При производстве силиконовых анодных материалов CVD разлагает такие исходные газы кремния, как силан, при высоких температурах, осаждая силиконовый углеродный композит на углеродные материалы.

Преимущества: : категория:

• Высокая чистота:Точный контроль за условиями реакции обеспечивает высокую чистоту материалов.

• - хорошая однородность:Точный контроль параметров приводит к образованию однородных композитов.

Недостатки:

• Высокая стоимость:Дороговизна оборудования и состояние реакции увеличивают производственные затраты.

• Комплексное оборудование:Требует сложного газофазового реакционного оборудования и квалифицированных операторов.

2. Метод механического легирования

Этот метод использует высокоэнергетическое фрезерование шаров для смешивания кремниевых и углеродных материалов, образуя сплав под механическим давлением. Организация < < итд > >#39;s широко используется для создания наноструктурированных силиконоуглеродных композитов.

Преимущества:

• Более низкая стоимость:Более доступным, чем CVD.

• Простая операция:Нет необходимости в комплексном оборудовании для реагирования.

Недостатки:

• Неравномерный размер частиц:Полученные в результате композиты могут иметь непоследовательные размеры частиц.

• Нижняя чистота:Риск внесения примесей в процессе.

Роль циркониевых керамических бусин:При механическом легировании циркониевые керамические бусины повышают эффективность фрезерования и однородность продукции. Их твердость, прочность и износостойкость обеспечивают более высокую ударную и сдвиговую силу, способствуя равномерному смешиванию и легированию кремниевых и углеродных материалов при сохранении чистоты продукта.

3. Метод принятия решения

Этот подход готовит силиконоуглеродные композиты с помощью химических реакций решений, в Том числе соль-гель и методы coprecipitation.

Преимущества:

• Легко контролировать:Регулировка состава раствора и условий реакции позволяет осуществлять точный контроль за составом и структурой материала.

• Низкотемпературный процесс:Может проводиться при более низких температурах, чем CVD.

Недостатки:

• Комплексное послеоперационное лечение:Требует таких этапов последующей обработки, как сушка и обжиг.

• Низкая однородность:Реакция раствора может привести к неравномерному распределению материала.

4. Метод теплового испарения

Этот метод испаряет материалы путем нагрева и образует тонкую пленку на конденсационной поверхности, часто используемую для производства силиконовых и углеродных композитов.

Преимущества:

• Высокая чистота:Вакуумные условия сводят к минимуму привнесение примесей.

• - хорошая однородность:Получает единообразные материалы для тонкопленочных работ.

Недостатки:

• Высокие требования к оборудованию:Требует усовершенствованного вакуумного оборудования и точного регулирования температуры.

• Высокая стоимость:Расходы на оборудование и эксплуатацию являются значительными.

Преимущества и недостатки силиконоуглеродных анодных материалов

Преимущества и преимущества

• Высокая пропускная способность:Теоретическая мощность может достигать 4200mAh/g, значительно превосходит традиционные графитовые аноды (около 372mAh/g), значительно повышая плотность энергии аккумуляторов.

• Низкая стоимость:Кремний является обильным и недорогим, а процесс подготовки относительно прост и подходит для крупномасштабного производства.

Недостатки в работе

• Расширение объема:Значительные изменения объема во время циклов зарядки и разрядки могут дестабилизировать электродные структуры, влияя на срок службы батареи.

• Низкая первоначальная эффективность:Потребляет много ионов лития во время первого заряда и разрядки, что приводит к низкой первоначальной куломбической эффективности и влияет на первоначальную батарею

  На полную мощность.

  

Применение циркониевых бусин для улучшения материалов силиконоуглеродного анода

Обработка наноматериалов

Нанонизирующие кремниевые материалы могут уменьшить воздействие увеличения объема на электродные конструкции. Частицы нанокремния с большой удельной площадью поверхности повышают эффективность электродного цикла. Циркониевые керамические бусины повышают эффективность шлифования и нанонизацию продукции в ходе этого процесса. Их твердость и прочность обеспечивают равномерное и чистое производство наночастиц.

Модификация поверхности

Модификация поверхности, например нанесение покрытий на углеродные материалы или внедрение проводящих полимеров, повышает проводимость и структурную устойчивость силиконоуглеродных анодных материалов, повышая срок службы аккумуляторов. Циркониевые керамические бусины помогают в достижении равномерного покрытия в ходе этого процесса. Их твердость и химическая стабильность предотвращают привнесение примесей, повышая однородность и эффективность модификации.

Конструкция композитной конструкции

Проектирование прочной силиконоуглеродистой композитной структуры, такой как корпус или пористые структуры, может смягчить проблемы увеличения объема и повысить производительность материала. Циркониевые керамические бусины способствуют равномерному композитному воздействию путем дробления и смешивания различных материалов. Их твердость и износостойкость обеспечивают чистоту и однородность материала, способствуя созданию стабильной композитной структуры.

Предупреждение о безопасности при производстве силиконовых анодных материалов: утечка газа из силана

Значение силана в новом энергетическом поле

Силан играет ключевую роль в кристаллических силиконовых солнечных элементах, плоскопанельных дисплеях и полупроводниковой промышленности. Она имеет жизненно важное значение для производства анодных материалов на основе силикона, при этом частицы нано-кремния, образующиеся в результате теплового ращивания осаждений, являются основой новой технологии производства силиконового углерода. Поскольку литиевые батареи требуют более высокой плотности энергии, традиционные графитовые аноды и высоконикелевые тернарные катоды достигают своих пределов, делая силиконовые аноды основным материалом следующего поколения.

Предупреждение об утечке из силана

Однако силан является легковоспламеняющимся и взрывоопасным газом с высокой реакцией. Недавний инцидент на заводе SK Materials Group Fortin в городе санджу, Южная Корея, был связан с утечкой силана, которая привела к образованию желтого дыма из резервуара или трубопровода. Это событие подчеркивает риски безопасности, связанные с silane, и важность строгих протоколов безопасности.

Iii. Выводы и рекомендации

Силиконоуглеродные аноды обладают значительным потенциалом в качестве высокоэффективных литий-ионных анодов аккумуляторов. Постоянное совершенствование производственных процессов и материальных структур будет способствовать дальнейшему повышению их эффективности. Однако такие проблемы, как увеличение объема и низкая первоначальная эффективность куломбических процессов, требуют постоянных исследований и решений. Циркониевые керамические бусины играют решающую роль в улучшении однородности, чистоты и модификации продукции, особенно в нанонизации и модификации поверхности. Ожидается, что по мере развития технологий силиконоуглеродные анодные материалы будут приобретать все более важное значение в будущей аккумуляторной промышленности.

Скачать каталог продукции

Для получения дополнительных советов и знаний о Шлифовальные шары, песочные мельницыСвяжитесь с нашим отделом продаж:

Чарлз шоу. Привет.  

Менеджер по продажам |Sanxin новые материалы
* мобильный телефон:+86 19070858212(WhatsApp)
Электронная почтаАдрес :sales@beadszirconia.com

Веб-сайт:https://www.beadszirconia.com