郭孝东/吴振国AEM: 纳米结构硅负极的工业应用制备进展 2023年10月15日 下午5:03 • 未全平台发布, 顶刊 • 阅读 3 对高能量密度锂离子电池的迫切需求推动了对具有超高理论容量的Si负极的研究,纳米结构Si的制备是工业应用的第一步,因为它有解决内在问题即锂化/脱锂过程中严重体积变化的潜力。然而,以可接受的成本和批量稳定性实现纳米结构Si工业化生产仍然是一个巨大的挑战。 在此,四川大学郭孝东教授、吴振国副研究员等人重新审视了纳米结构Si的制备进展,包括0D纳米颗粒(Si-NPs)、1D纳米线和纳米管(Si-NWs和Si-NTs)、2D薄膜(Si-TF)和3D多孔结构(P-Si)等四类。 在简要介绍了纳米结构Si市场现状的基础上,介绍了各种纳米结构Si的制备方法及相应的进展,包括球磨法、镁热还原法、模板法、化学气相沉积法和化学蚀刻法,并从机理、成本、技术成熟度和最新发展等方面对上述技术进行了全面的总结和比较。最后,对纳米结构Si制备向工业化发展的方向进行了深入探讨。 图1. 高能球磨法制备Si-NPs的示意图及性能研究 作者总结了几类Si纳米材料的未来发展: (1)Si-NPs是目前市场上主要的Si纳米材料,如何高效合成均匀可控的Si-NPs是其发展方向。此外,在产业化方面,降低能耗、提高生产效率、扩大生产规模是关键问题。 (2)Si-NWs和Si-NTs的制备工艺流程比Si-NPs的制备工艺流程更复杂、成本更高,未来应用应作为少量添加剂添加到负极材料中以改善材料性能。 (3)Si-TF与固态电解质具有良好的适应性,且固态电池是未来的重要发展方向。 (4)P-Si显示出巨大的应用潜力,要实现工业化应用,纳米微结构的调控和低成本的大规模制备是关键。 图2. 化学蚀刻制备多孔Si/SiOx NWs的示意图及性能研究 Revisiting the Preparation Progress of Nano-Structured Si Anodes toward Industrial Application from the Perspective of Cost and Scalability, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202102181 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/b6d89097a3/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 焦锋教授团队,最新Nature Sustainability评论! 2023年10月15日 武理麦立强/地大孙睿敏AEM:超快储钠1T-MoS2材料,可在25秒内放电/充电! 2024年2月4日 北大郭少军教授团队,最新Nano Letters! 2023年11月20日 IF大于62!中科大吴长征/谢毅院士,最新Chemical Reviews! 2024年1月2日 催化顶刊集锦:EES、JACS、AFM、Nano Energy、ACS Catal、Small等 2022年12月13日 福师大/兰卡AFM: 控制Li4Ti5O12薄膜负极中的界面还原动力学,抑制电化学振荡 2023年10月27日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交