CN111717921B - 一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用 - Google Patents
一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111717921B CN111717921B CN202010613053.6A CN202010613053A CN111717921B CN 111717921 B CN111717921 B CN 111717921B CN 202010613053 A CN202010613053 A CN 202010613053A CN 111717921 B CN111717921 B CN 111717921B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sio
- nanowire
- thermal plasma
- silicon
- precursor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本发明提供一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用,属于锂离子电池技术领域。SiOx纳米线中硅元素与氧元素均匀分布,硅作为活性物质,占主导储锂作用;硅氧化合物作为基质,起缓冲作用。制备方法包括以下步骤:1、利用球磨制备Si‑O前驱体。2、以上述前驱体为原料,采用高频热等离子体一步法制备SiOx纳米线。高频热等离子具有无电极加热、高温、速冷的特性,制备的SiOx纳米线直径、长度分布均匀,分散性好,纯度高。等离子体制备SiOx纳米线工艺简单,成本低,并可大规模连续化生产。本发明制备的SiOx线作为锂离子电池负极材料,体积膨胀小,结构稳定;容量衰减低,循环性能好。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,涉及一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用。
背景技术
锂离子电池具有高电压,高比能量,低重量,低体积,寿命长等优点,是最为优异的电池***之一。但传统锂离子电池石墨负极材料比容量已经接近其理论值(-372m Ah/g),难以满足市场的需求。因此开发一种能量密度高,功率密度高,安全性高且成本低的新型负极材料已成为迫切需要。
与石墨材料相比,硅材料作为锂离子电池负极具有极高的理论比容量(4200m Ah/g),是石墨的10倍以上,被认为是最有潜力取代石墨的负极材料。但硅负极在储锂之后,形成合金相,体积会膨胀400%以上(以Li22Si5记)。巨大的体积变化会使材料粉化,电极脱落,SEI 膜反复生长等,影响容量及循环效率。而向硅中引入适量的氧已经被证明是缓解体积变化的有效方式。SiOx在首次嵌锂后生成硅锂酸盐和氧化锂基体,原位形成材料的骨架,能够抑制体积的膨胀。同时,Li+在氧化锂中的扩散速率极高,能够显著提高电极的导电性和倍率性能。此外,一维结构能够在径向上降低SiOx的体积膨胀,轴向上提供Li+的快速传输通道,便于改善电极结构的稳定性和电化学性能。
氧化亚硅的生产方法是利用二氧化硅与单质硅的歧化反应,将二氧化硅和单质硅等摩尔混合均匀,通常采用研磨等方式使两者混合均匀,且形成紧密接触,这样有利于反应进行,然后在负压环境下加热到1000℃以上进行歧化反应,歧化反应形成氧化亚硅蒸气,冷凝后得到氧化亚硅固体。为了进一步用于锂离子电池的负极材料,常常采用球磨等手段对氧化亚硅固体进行细化。
专利申请CN108821292A公开了一种方法,将硅单质、不完全氧化的硅和二氧化硅通过进一步氧化、还原或添加二氧化硅达到生成氧化亚硅的理想配比的前躯体,然后高温升华形成氧化亚硅,最后通过冷凝器收集氧化亚硅固体。专利申请CN106608629A公开了一种中频感应加热方式制备高纯氧化亚硅的方法及设备,加热效率高,设备稳定,可以通过加热温度和原料配比的调整获得不同硅氧比产品。
同时,人们尝试了化学气相沉积法、溶胶凝胶法以及高能球磨法等来制备纳米SiOx。但这些方法大多存在成本高,工艺复杂,实验条件苛刻,难以大规模生产等缺点。高能球磨法被认为是一种具有应用前景的方法,但该方法制备的SiOx粒径分布不均匀,分散性差,易发生团聚,造成电化学性能的损失。因此,急需一种能够规模化生产分散性好的SiOx的制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种SiOx纳米线,该材料能够减少硅的体积膨胀,提高锂离子电池硅基负极材料的稳定性。本发明的另一目的是提供一种制备上述材料的方法,尤其是提供一种热等离子体制备SiOx纳米线的方法。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
提供一种SiOx纳米线,硅元素与氧元素均匀分布,硅作为活性物质,占主导储锂作用;硅氧化合物作为基质,起缓冲作用。
所述SiOx纳米线O与Si的原子比介于(0,2]之间。
所述SiOx纳米线直径为5~200nm,长度为50nm~20μm。
提供一种SiOx纳米线的制备方法,包括以下步骤:
1)利用球磨制备Si-O前驱体。
2)利用高频热等离子体技术制备SiOx纳米线。
步骤1)所选Si-O前驱体为Si,SiO,SiO2中的一种或几种的组合,其比例为(0-10):(0-10): (0-10)。
步骤1)所述经球磨得到的混合粉,混合粉的粒径为0.5~10μm。
步骤1)所述的Si-O前驱体中,其O与Si的原子比介于(0,2]之间。
步骤2)所采用的高频热等离子制备技术,具体包括以下步骤:
①热等离子体发生装置产生稳定的热等离子。
②通过载气将原料输送至热等离子体区域:进料速率为0.1~50g/min;载气流量为0~10 m3/h。
③原料在等离子区域气化,反应,冷凝,并在形貌调控器中生长为SiOx纳米线。
④SiOx在气体输送下进入产物收集***。
步骤①所述的热等离子功率为1kw~200kw,优选为5kw~100kw。
步骤②所述的载气为为氩气、氢气、氩气和氢气、氩气和氧气三种气体组合中的一种。
步骤③所述的形貌调控器为石墨内衬调控器,能够强化热等离子体高温区,调控温度梯度,延长低温区SiOx生长时间。
本发明最为突出的特点在于以市售Si,SiO,SiO2为原料,采用高频热等离子体无电极加热、高温、速冷的特性一步法制备SiOx纳米线。所制备的SiOx纳米线直径、长度分布均匀,分散性好,纯度高。采用的等离子体制备方法工艺简单,成本低,可大规模连续化生产。SiOx纳米线作为锂离子电池负极材料,体积膨胀小,结构稳定;容量衰减低,循环性能好。
本发明的发明人经过多次试验探索,得到适宜的进料速率为0.1~50g/min,优选为0.5~30 g/min;载气流量为0~10m3/h,优选为0.5~5m3/h。
本发明获得的SiOx纳米线直径、长度分布均匀,分散性好,纯度高。SiOx在嵌锂时原位生成硅酸锂及氧化锂骨架,抑制体积膨胀,改善电极导电性。纳米线一维结构能够在径向方向降低体积膨胀,轴向方向提供Li+快速通道,改善电极稳定性和电化学性能。因此,与传统硅负极材料相比,本发明获得的SiOx材料具有更优异的循环稳定性。
本发明提供的应用是SiOx纳米线材料作为电池电极材料的应用,特别是作为锂离子电池负极材料的应用。
附图说明
图1为实施例1所得SiOx纳米线的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图2为实施例1所得SiOx纳米线的透射电子显微镜(TEM)照片。
图3为实施例2所得SiOx纳米线的X射线衍射(XRD)图谱。
图4为实施例6所得SiOx纳米线在200mA/g电流密度下的电池循环数据。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料硅粉为市售微米硅粉,粒径为5μm,原料二氧化硅粉为市售微米二氧化硅,粒径为5μm。取硅粉50g,二氧化硅粉110g,机械球磨混合4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用10kW热等离子体装置,主要包含10kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为1g/min;载气为氩气和氢气的混合气,流速分别为0.3m3/h 和0.2m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线材料的表征:
用日本电子扫描电镜(JSM-7001F)和透射电镜(JEM-2100F)检测上述条件下得到的 SiOx纳米线材料的形貌。
用飞利浦X射线粉末衍射仪(X'Pert PRO MPD)检测上述条件下得到的SiOx纳米线材料的组成。
SiOx纳米线材料的电化学性能表征:
将实施例1中制备的SiOx纳米线材料、乙炔黑、羧甲基纤维素钠(粘结剂)以质量比80:10:10混合配成浆料,均匀地涂覆到铜箔集流体上得到电极片。以金属锂作为对电极,聚丙烯微孔膜作为隔膜,1mol/L的LiPF6(溶剂为体积比1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合液)作为电解液,在氩气保护的手套箱内组装成纽扣电池,进行充放电测试,测试电流密度为200mA/g,充放电电压区间为0.01-3.0V。电池测试结果列于表1。
实施例2
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料硅粉为市售微米硅粉,粒径为5μm。取硅粉100g,机械球磨4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用10kW热等离子体装置,主要包含10kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为2g/min;载气为氩气和氧气的混合气,流速分别为0.4m3/h 和0.1m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
实施例3
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料硅粉为市售微米硅粉,粒径为5μm,原料一氧化硅粉为市售微米一氧化硅,粒径为1μm。取硅粉50g,一氧化硅粉240g,机械球磨混合4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用10kW热等离子体装置,主要包含10kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为2g/min;载气为氩气,流速为0.5m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
实施例4
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料一氧化硅粉为市售微米一氧化硅粉,粒径为1μm。取一氧化硅粉200g,机械球磨4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用30kW热等离子体装置,主要包含30kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为5g/min;载气为氩气和氢气的混合气,流速分别为0.5m3/h 和0.5m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
实施例5
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料一氧化硅粉为市售微米一氧化硅粉,粒径为1μm,原料二氧化硅粉为市售微米二氧化硅,粒径为5μm。取一氧化硅粉110g,二氧化硅粉50g,机械球磨混合4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用30kW热等离子体装置,主要包含30kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为1g/min;载气为氩气和氢气的混合气,流速分别为0.1m3/h 和0.4m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
实施例6
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料硅粉为市售微米硅粉,粒径为5μm,原料一氧化硅粉为市售微米一氧化硅,粒径为1μm,原料二氧化硅粉为市售微米二氧化硅,粒径为5μm。取硅粉50g,一氧化硅粉100g,二氧化硅粉110g,机械球磨混合4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用30kW热等离子体装置,主要包含10kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为5g/min;载气为氢气,流速为1m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
实施例7
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料硅粉为市售微米硅粉,粒径为5μm,原料二氧化硅粉为市售微米二氧化硅,粒径为5μm。取硅粉150g,二氧化硅粉110g,机械球磨混合4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用100kW热等离子体装置,主要包含100kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为10g/min;载气为氩气和氢气的混合气,流速分别为3m3/h和2m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
实施例8
步骤1)Si-O前驱体的制备:原料一氧化硅粉为市售微米一氧化硅粉,粒径为1μm,原料二氧化硅粉为市售微米二氧化硅,粒径为5μm。取一氧化硅粉150g,二氧化硅粉70g,机械球磨混合4h,得到Si-O前驱体。
步骤2)SiOx纳米线的制备:采用100kW热等离子体装置,主要包含100kW热等离子体发生***、加料***、石墨内衬形貌调控器、气体配送***,产物收集***和尾气排放***等。等离子体装置内通入中心气(氩气),等离子体弧形成后稳定运行3分钟后,通过加料器加入Si-O前驱体,加料速率为30g/min;载气为氩气和氢气的混合气,流速分别为1m3/h和4m3/h。停止加料后熄弧,收集得到SiOx纳米线。
SiOx纳米线的表征与实施例1相同。
电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同,所得多孔硅/碳复合材料的电池测试结果列于表1。
表1电池性能测试结果
实例 | O/Si原子比 | 首次放电比容量(m Ah/g) | 首次充放电效率 |
实施例1 | 1 | 2344 | 75.44% |
实施例2 | 1.5 | 1542 | 62.23% |
实施例3 | 0.75 | 2654 | 79.56% |
实施例4 | 1 | 2205 | 74.33% |
实施例5 | 1.25 | 1687 | 67.26% |
实施例6 | 1 | 1869 | 76.05% |
实施例7 | 0.5 | 2689 | 82.35% |
实施例8 | 1.25 | 1658 | 66.92% |
申请人声明,以上所说仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属领域的技术人员应该明了,任何属于本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (7)
1.一种制备SiOx纳米线的方法,包括以下步骤:
1)利用球磨制备Si-O前驱体;所选Si-O前驱体为Si、SiO和SiO2中的一种或几种的组合,其比例为(0-10) : (0-10) : (0-10); 所述的Si-O前驱体中,其O与Si的原子比介于[0.5,1.5]之间;
2)利用热等离子体技术制备SiOx纳米线,具体包括以下步骤:
① 热等离子体发生装置产生稳定的热等离子;
② 通过载气将原料输送至热等离子体区域:其进料速率为0.1~50 g/min,载气流量为0~10 m3/h;
③ 原料在等离子区域气化、反应、冷凝,并在形貌调控器中生长为SiOx纳米线;
④ SiOx在气体输送下进入产物收集***。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1)所述经球磨得到的混合粉中,颗粒粒径为0.5~10 μm。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤②所述的进料速率为0.5~30 g/min,载气流量为1~5 m3/h。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤①所述的热等离子功率为1 kw~200kw。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤①所述的热等离子功率为5 kw~100kw。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤②所述的载气选自氩气、氢气、氩气和氢气混合气体、氩气和氧气混合气体四种气体组合中的一种。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤③所述的形貌调控器为石墨内衬调控器,能够强化热等离子体高温区,调控温度梯度,延长低温区SiOx生长时间。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010613053.6A CN111717921B (zh) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010613053.6A CN111717921B (zh) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111717921A CN111717921A (zh) | 2020-09-29 |
CN111717921B true CN111717921B (zh) | 2022-01-28 |
Family
ID=72570293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010613053.6A Active CN111717921B (zh) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111717921B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115036496B (zh) * | 2021-03-05 | 2024-02-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种硅纳米线基柔性自支撑电极材料及其制备方法 |
CN113800939B (zh) * | 2021-08-30 | 2023-02-28 | 华中科技大学 | 一种纳米纤维SiO2多孔陶瓷材料及其制备方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103107335A (zh) * | 2011-10-05 | 2013-05-15 | 三星Sdi株式会社 | 负极活性物质和包括所述负极活性物质的锂电池 |
US8920970B2 (en) * | 2008-12-30 | 2014-12-30 | University Of Louisville Research Foundation | Anode materials for lithium-ion batteries |
JP2015020921A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 古河電気工業株式会社 | シリコンナノワイヤ、シリコンナノワイヤ構造体及びその製造方法並びに非水電解質二次電池 |
KR20150096218A (ko) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 서울대학교산학협력단 | 코어-쉘 구조의 은 나노 와이어 제조방법 |
CN106044783A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-10-26 | 昆明理工大学 | 一种二氧化硅纳米线的制备方法 |
CN106252622A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-21 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种氧化硅/碳复合纳米线负极材料、制备方法及锂离子电池 |
CN106848282A (zh) * | 2017-01-26 | 2017-06-13 | 彭宪利 | 一种非水电解质二次电池用负极材料及其制备方法和应用 |
CN107768640A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-06 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种结晶/无定形硅‑碳纳米线及其制备方法和应用 |
CN108147418A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 渤海大学 | 一种平行排列的SiO2纳米线及其制备方法 |
-
2020
- 2020-06-29 CN CN202010613053.6A patent/CN111717921B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8920970B2 (en) * | 2008-12-30 | 2014-12-30 | University Of Louisville Research Foundation | Anode materials for lithium-ion batteries |
CN103107335A (zh) * | 2011-10-05 | 2013-05-15 | 三星Sdi株式会社 | 负极活性物质和包括所述负极活性物质的锂电池 |
JP2015020921A (ja) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 古河電気工業株式会社 | シリコンナノワイヤ、シリコンナノワイヤ構造体及びその製造方法並びに非水電解質二次電池 |
KR20150096218A (ko) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 서울대학교산학협력단 | 코어-쉘 구조의 은 나노 와이어 제조방법 |
CN106044783A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-10-26 | 昆明理工大学 | 一种二氧化硅纳米线的制备方法 |
CN106252622A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-21 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种氧化硅/碳复合纳米线负极材料、制备方法及锂离子电池 |
CN106848282A (zh) * | 2017-01-26 | 2017-06-13 | 彭宪利 | 一种非水电解质二次电池用负极材料及其制备方法和应用 |
CN107768640A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-06 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种结晶/无定形硅‑碳纳米线及其制备方法和应用 |
CN108147418A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 渤海大学 | 一种平行排列的SiO2纳米线及其制备方法 |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
Growth of SiOx nanowires by laser ablation;Igor Aharonovich等;《Nanotechnology》;20081231;第19卷;第1-8页 * |
Igor Aharonovich等.Growth of SiOx nanowires by laser ablation.《Nanotechnology》.2008,第19卷第1-8页. * |
侯果林.基于等离子体制备的硅基锂电池负极材料及其电化学性能研究.《中国优秀博士学位论文全文数据库工程科技I辑》.2016,第6章. * |
射频等离子体球化SiO_2粉体的研究;闫世凯等;《材料工程》;20060325(第02期);29-33 * |
超细Si/SiO_x纳米线和纳米花等离子体辅助生长及光致发光;王秋实等;《人工晶体学报》;20160615;第45卷(第06期);1624-1628 * |
锂离子电池硅氧化物负极材料的研究进展;吴永康等;《硅酸盐学报》;20180919;第46卷(第11期);1645-1652 * |
高频热等离子体气相合成一维纳米氧化锌研究;施昌勇等;《材料导报》;20081225;第22卷;45-48 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111717921A (zh) | 2020-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108630887B (zh) | 用于锂二次电池负极材料的硅复合氧化物及其制备方法 | |
WO2021128603A1 (zh) | 一种用于锂离子电池负极的改性一氧化硅材料及其制备方法 | |
CN114538403B (zh) | 钠离子电池正极材料磷酸焦磷酸铁钠的制备方法及其应用 | |
Jiang et al. | Enhanced electrochemical performances of FeO x–graphene nanocomposites as anode materials for alkaline nickel–iron batteries | |
CN108306009B (zh) | 一种氧化硅碳复合负极材料、其制备方法及锂离子电池 | |
JP2022530780A (ja) | リチウム二次電池負極材用シリコン複合酸化物及びその製造方法 | |
KR20120022839A (ko) | 탄소 복합재료의 제조방법 | |
CN111717921B (zh) | 一种SiOx纳米线及其制备方法和作为锂离子电池负极的应用 | |
CN112909259A (zh) | 一种电磁感应加热法制备FeNi合金催化生长的碳纳米管材料的方法 | |
CN112993253A (zh) | 一种高性能硅基锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
CN112886016A (zh) | 一种镍化钴催化管内结构贯通的内部高缺陷碳纳米管复合材料的制备方法 | |
CN107634193B (zh) | 一种多孔硫化亚铁纳米线与氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用 | |
CN108321397B (zh) | 自支撑膜及其制备方法和锂硫电池 | |
CN114314564A (zh) | 一种碳纳米管导电网络包覆SiO@C复合材料及其制备方法和应用 | |
CN115312736B (zh) | 一种Si@TiN-沥青复合负极材料的制备方法 | |
KR20140070161A (ko) | 리튬이차전지용 양극 활물질 복합체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지 | |
CN110600710A (zh) | 硫化铁-碳复合材料及其制备方法、锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片和锂离子电池 | |
CN115101725A (zh) | 一种硅纳米线电极的制备方法及其在锂离子电池中的应用 | |
CN108249439A (zh) | 一种过渡金属碳化物/氮化物纳米粒子的制备方法及其在锂空气电池中的应用 | |
US10978298B2 (en) | Production of semiconductor nanowires directly from solid particles | |
Zhang et al. | Synthesis and electrochemical properties of NiO/Ni composite as an anode for lithium-ion batteries | |
CN113540460A (zh) | 复合材料及其制备方法和应用 | |
CN112968155A (zh) | 一种锂离子电池用复合负极材料及其制备方法 | |
CN111509188A (zh) | 一种阳极材料、阳极、锂离子电池及制备方法 | |
CN115818588B (zh) | 基于碳纳米片载体的钠离子电池负极材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |