目前,硅碳复合化可以有效解决硅负极的问题。硅碳复合材料结合了两者的优势,既提高了锂存储容量又增加了电极导电性。硅碳复合材料可以缓冲硅的体积变化,形成稳定SEI,提高电池比容量、循环稳定性和首次库伦效率。综上所述,纳米硅碳复合材料是一种成功且有前途的策略。...
综上所述,硅碳材料作为一种具有广泛应用前景的新兴材料,通过不同合成方法实现了结构和性能的调控,展现出了在能源储存、光电器件和催化剂等领域的广阔应用前景。未来的研究将着重于优化硅碳材料的合成方法和结构性质,拓展其在新能源、新材料和纳米技术等领域的应用潜力。
硅碳材料在能源领域具有广泛应用前景。一方面,硅碳材料可以作为催化剂载体应用于燃料电池和电解水产氢等领域。另一方面,硅碳材料也可以应用于太阳能电池和光催化领域,提高光转换效率和降低能耗。 3、硅碳材料在储能领域的应用 硅碳材料在储能领域的应用主要体现在锂离子电池和超级电容器上。硅碳材料作为锂离子电池的负...
硅还是常见的半导体材料,导电性能差,影响了硅负极材料在锂离子电池中的循环性能。 基于硅的以上缺点, 人们开始研究硅与碳的复合材料,其中碳包覆硅复合材料的研究成果颇为丰硕。碳包覆硅颗粒,能够 缓解硅负极材料巨大的体积变化,构建导电网络,提升导电性能。本文简单讲解了硅负极储锂机理, 并从结构设计角度介绍了碳包覆...
硅碳复合材料的电化学性能已经得到了广泛的验证,其容量可以达到2000mAh/g以上,并且具有良好的循环性能。 四、未来发展方向 未来的发展方向主要有以下几个方面:①设计合理的复合材料结构,优化电极性能,提高电池循环寿命、倍率性能和容量保持率等;②探究新型硅碳复合材料的制备...
相较于传统的石墨材料,硅碳复合材料具有较高的理论容量和较低的工作电压,因此被认为是一种潜力巨大的替代材料。随着对锂离子电池能量密度和循环性能要求日益提高,硅碳负极材料的研究也取得了一系列重要的进展。 首先,研究人员通过调控硅与石墨复合材料的比例,成功合成了多种硅碳负极材料。其中,硅/石墨复合材料的简单...
纳米硅碳材料研究进展 早期纳米硅碳材料从元宵结构发展到核桃结构(如图1),致密度提高。 图1 早期核桃状纳米硅碳材料 随后,硅基材料向着与当前电池体系相容性较高的低容量和满足电动汽车体系的高容量这两个方向发展。低容量方面(如图2)的主要问题在于长循环过程的效率及压实反弹,前者关系到锂的消耗和SEI膜的生长,后...
本文主要总结了硅碳复合技术的研究进展,包括硅/石墨复合材料、硅/无定型碳复合材料、硅/碳纳米管复合材料和硅/石墨烯复合材料4个方面。 碳材料是硅基复合材料首选的活性基质之一,主要是因为碳材料的导电性能良好、体积变化小,此外,碳材料质量轻,来源丰富。硅材料包覆碳以后,可以增强材料的导电性能,避免硅纳米颗粒之间...
1.1 SiNPs-无定形碳 研究人员将硅纳米颗粒与碳源经过物理或化学方法混合均匀,然后高温碳化,可制备一系列SiNPs-无定形碳复合材料。常用的无定形碳前驱体材料有葡萄糖、树脂、柠檬酸、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)等。 NG等采用热解法在SiNPs表面包覆一层致密的无定形碳,碳层厚度为10 nm,硅的质量分数为...
最新的研究进展之一是使用纳米多孔硅碳材料。研究人员通过控制硅碳材料的孔隙结构和纳米尺度的颗粒,可以改善材料的机械稳定性和电化学性能。此外,纳米多孔硅碳材料还具有较大的比表面积,可以提供更多的反应活性位点,加速离子和电子的传输速度,从而提高电池的循环稳定性和倍率性能。 另一项研究是开发碳包裹硅纳米颗粒。研...