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CVD法制备锂离子电池硅碳负极研究进展
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作者 李雪荣 曹轲 +4 位作者 赵喜哲 王彦君 顾广安 刘见华 万烨 《材料工程》 北大核心 2025年第7期83-93,共11页
锂离子电池已成为能源领域不可或缺的重要储能体系。开发具有高能量密度、长寿命、低成本的锂离子电池是当今电池科研领域的一项核心挑战。硅材料有着4200 mAh·g^(-1)的理论容量及低廉的成本,使其成为最有潜力的负极候选材料之一,... 锂离子电池已成为能源领域不可或缺的重要储能体系。开发具有高能量密度、长寿命、低成本的锂离子电池是当今电池科研领域的一项核心挑战。硅材料有着4200 mAh·g^(-1)的理论容量及低廉的成本,使其成为最有潜力的负极候选材料之一,然而硅在充放电循环中高达近300%的体积膨胀严重阻碍了其商业化进程。迄今为止,硅碳负极材料的制备技术已经历3次迭代。本综述介绍了CVD法在三代硅碳负极材料制备中的应用,并从材料结构设计、实验方法、反应过程机理、材料性能等方面展开讨论。最后,总结了三代硅碳负极材料制备技术的优势及劣势,并对未来高能量密度锂离子电池中硅碳负极的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 复合材料 负极 化学气相沉积法 负极材料 锂离子电池
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东江流域河流碳硅耦合特征及其控制机制
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作者 张超 韦刚健 +6 位作者 刘熙 叶丰 黄龙 崔灏 张卓盈 罗仿 王利伟 《地球化学》 北大核心 2025年第2期177-187,共11页
开展淡水体系生物地球化学循环过程的碳硅耦合研究有助于更好理解陆地–河流–海洋的生源要素循环过程。近年来,淡水体系碳硅耦合过程的研究主要以天然湖泊或水库为主,针对流速更快、水体驻留时间更短、具有更多陆源物质直接输入的河流... 开展淡水体系生物地球化学循环过程的碳硅耦合研究有助于更好理解陆地–河流–海洋的生源要素循环过程。近年来,淡水体系碳硅耦合过程的研究主要以天然湖泊或水库为主,针对流速更快、水体驻留时间更短、具有更多陆源物质直接输入的河流生态系统的研究偏少,其碳硅耦合过程的影响因素及控制机制尚不清晰。本研究选择华南东江流域,开展不同季节溶解无机碳(DIC)、C同位素组成(δ^(13)C_(DIC))和溶解硅(DSi)的观测,发现流域内碳酸盐类矿物化学风化及土壤CO_(2)输入是影响河水δ^(13)C_(DIC)值的重要因素。水生生物,特别是浮游植物光合作用及汛期陆源DIC的输入也可能影响河水δ^(13)C_(DIC)值。东江河水碳硅耦合过程主要受流域硅酸盐类矿物化学风化和水生生物活动影响,尤其是“生物泵”作用能有机耦合碳硅循环过程,该作用与温度和大气降水等气候因素密切相关。上述认识有助于更全面了解淡水生态系统的碳硅耦合过程,更好评估其对全球碳循环的贡献。 展开更多
关键词 溶解无机 同位素 耦合 东江流域
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镁热还原法制备多孔硅碳复合锂电池负极材料
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作者 孙超群 安玉良 +1 位作者 谢驰 孔汉文 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7170-7174,共5页
以白炭黑为基料,通过镁热还原法制备出多孔硅,再将多孔硅与石墨颗粒复合制备出多孔硅碳复合材料。通过XRD、BET和SEM对制备出的材料进行结构形貌表征,结果表明多孔硅材料表面疏松多孔且分布均匀,此结构可以有效缓解硅颗粒的体积膨胀效应... 以白炭黑为基料,通过镁热还原法制备出多孔硅,再将多孔硅与石墨颗粒复合制备出多孔硅碳复合材料。通过XRD、BET和SEM对制备出的材料进行结构形貌表征,结果表明多孔硅材料表面疏松多孔且分布均匀,此结构可以有效缓解硅颗粒的体积膨胀效应;并对硅碳复合材料进行电化学性能测试分析,结果显示镁热还原制备的硅碳复合负极材料具有较好的电化学性能,首次放电比容量为529 mAh/g, 30次循环后,可逆效率为99.47%,以上结果表明多孔硅与石墨复合改善了材料导电性而提高其电化学性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 镁热还原 复合 多孔
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硅碳复合材料及高能量密度锂离子电池的开发与性能研究
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作者 汤帆 罗昊 +3 位作者 吴金澈 黄春年 刘亚明 郑举功 《电源技术》 北大核心 2025年第6期1159-1167,共9页
合成了多孔硅微球,通过硅微球包覆人造石墨(AG)制备了硅碳(Si/C)复合材料。分别以Si/C和AG为负极材料,镍钴锰三元材料(NCM)为正极活性材料,制备了Si/C-LIBs和AG-LIBs两种电芯。对比分析了两种电芯的电化学性能、低温性能和安全性能。研... 合成了多孔硅微球,通过硅微球包覆人造石墨(AG)制备了硅碳(Si/C)复合材料。分别以Si/C和AG为负极材料,镍钴锰三元材料(NCM)为正极活性材料,制备了Si/C-LIBs和AG-LIBs两种电芯。对比分析了两种电芯的电化学性能、低温性能和安全性能。研究结果表明,Si/C-LIBs的能量密度、倍率性能、循环性能、低温性能比AG-LIBs的性能更优越。在0.5 C下放电,Si/C-LIBs的比能量达554 Wh/kg,比AG-LIBs提高了18.5%;Si/C-LIBs在高、低倍率下的放电容量相差更小;Si/C-LIBs在室温下循环500次后的容量保持率约为90%;-10℃下,Si/C-LIBs在0.5 C下的容量保持率为30.6%。 展开更多
关键词 负极材料 高能量密度 锂离子电池 电化学性能 安全性能
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广西4种林分土壤植硅体碳分布及其影响因素
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作者 桑帅军 唐生森 +5 位作者 杨章旗 尹明善 陈雅云 卢忠耐 覃永康 蒋传航 《广西林业科学》 2025年第3期323-331,共9页
为探明不同林分土壤植硅体碳(PhytOC)的封存特征及其影响因素,以马尾松(Pinus massoniana)林、木荷(Schima superba)林、湿地松(Pinus elliottii)林和大叶桉(Eucalyptus robusta)林为研究对象,采集0~60 cm土层土壤,测定土壤基本性质,采... 为探明不同林分土壤植硅体碳(PhytOC)的封存特征及其影响因素,以马尾松(Pinus massoniana)林、木荷(Schima superba)林、湿地松(Pinus elliottii)林和大叶桉(Eucalyptus robusta)林为研究对象,采集0~60 cm土层土壤,测定土壤基本性质,采用相关性分析和主成分分析等方法,分析土壤基本性质与植硅体碳的关系。结果表明,在0~60 cm土层中,马尾松林pH值及有机碳、有效硅和Mg^(2+)含量均相对较高,大叶桉林pH值及全氮、全钾、Na^(+)和Mg^(2+)含量均相对较低;马尾松林(9.16 g/kg)和湿地松林(7.82 g/kg)土壤植硅体平均含量均高于木荷林(7.18 g/kg)和大叶桉林(7.00 g/kg);木荷林土壤植硅体碳平均含量最高(0.16 g/kg),其次为马尾松林(0.14 g/kg)和湿地松林(0.13 g/kg),大叶桉林最低(0.11 g/kg)。不同林分土壤植硅体和植硅体碳含量均存在显著差异。土壤植硅体碳总储量表现为木荷林(1.28 t/hm^(2))>马尾松林(1.09 t/hm^(2))>湿地松林(1.00t/hm^(2))>大叶桉林(0.85 t/hm^(2))。土壤含水率及全氮、有机碳、Mg^(2+)、Fe^(3+)和Al^(3+)含量较高有利于土壤植硅体碳积累。建议在未来的森林管理计划中优化木荷造林/再造林,可能有助于提高生物地球化学碳汇。 展开更多
关键词 储量 有机 影响因素
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稻壳基硅氧碳复合负极材料的制备及储锂性能
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作者 郭建良 韩松 +1 位作者 杨宏训 马娇娇 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期114-119,123,共7页
硅因其高容量而被认为是非常有应用前景的新一代高容量锂离子电池负极材料。但硅的低电导率及差的循环性能而限制了其作为负极材料在锂离子电池中的应用。以富含硅的稻壳为原材料,沥青为导电剂,通过简单的铝热还原反应,制得多孔硅氧碳... 硅因其高容量而被认为是非常有应用前景的新一代高容量锂离子电池负极材料。但硅的低电导率及差的循环性能而限制了其作为负极材料在锂离子电池中的应用。以富含硅的稻壳为原材料,沥青为导电剂,通过简单的铝热还原反应,制得多孔硅氧碳复合负极材料。结果表明:该复合负极材料展现出良好的电化学性能,在0.2A/g的电流密度下,具有高的首次充放电比容量1016.2mAh/g/1349.5mAh/g和75.3%的首次库仑效率,在200个循环后仍能保持812.8mAh/g/819.3mAh/g的比容量。优异的性能,主要得益于,氢/氩混合气氛对二氧化硅的还原提供了更多的反应活性位点。此外,沥青的加入一方面可以增强电极材料的导电性,另一方面熔融态的沥青可以填补材料中的孔隙,缓冲硅在充放电过程中的体积膨胀,从而提高材料的循环稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 稻壳 沥青 负极材料 复合材料
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煤气化细渣基多功能性碳硅复合材料的气体储存与捕集性能研究
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作者 苏思飞 王超 +3 位作者 程星星 杨晓勤 张书培 崔波 《煤炭转化》 北大核心 2025年第4期1-13,共13页
煤气化细渣的高值利用对煤基固废的消纳至关重要。以煤气化细渣为原料,通过水热处理和化学活化协同处理,成功制备了一种碳硅复合材料。此外,通过正交水热实验研究了煤气化细渣的成孔机理,在HCl浓度(溶质HCl的质量分数)为20%、水热温度为... 煤气化细渣的高值利用对煤基固废的消纳至关重要。以煤气化细渣为原料,通过水热处理和化学活化协同处理,成功制备了一种碳硅复合材料。此外,通过正交水热实验研究了煤气化细渣的成孔机理,在HCl浓度(溶质HCl的质量分数)为20%、水热温度为100℃、水热时间为100 min以及固液比1∶20的工况下得到的样品具有较高的比表面积(470.98 m^(2)/g)和孔体积(0.785 cm^(3)/g)。水热处理可有效地去除细渣中的金属氧化物和部分Si O_(2),使被堵塞的孔隙暴露出来。再通过KOH的活化处理,打开残炭的孔隙结构,最佳活化比下的KFSA-2具有623.18 m^(2)/g的比表面积和1.105 cm^(3)/g的孔体积。在没有经过脱附处理的情况下,KFSA-2室温下具有0.25%的储氢量、5.92 mmol/g的碳捕集量以及160.12 mg/g邻二甲苯和212.3 mg/g邻二氯苯的VOCs吸附量,这些结果说明KFSA-2是一种多功能型碳硅复合材料,可应用于储氢、碳捕集和VOCs治理领域。 展开更多
关键词 煤气化细渣 复合材料 储氢 捕集 VOCs吸附
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负氧离子燃烧稻壳废弃物中硅碳含量测定的研究
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作者 程群淑 王庆 《农家科技》 2025年第22期46-48,共3页
本研究针对稻壳废弃物的资源化利用难题,创新性地引入负氧离子燃烧技术,系统探究了不同燃烧条件下稻壳中硅(Si)和碳(C)的含量变化规律及其协同增效机制。通过采集5个水稻主产区的稻壳样本,结合负氧离子辅助高温燃烧(600~800℃)和化学分... 本研究针对稻壳废弃物的资源化利用难题,创新性地引入负氧离子燃烧技术,系统探究了不同燃烧条件下稻壳中硅(Si)和碳(C)的含量变化规律及其协同增效机制。通过采集5个水稻主产区的稻壳样本,结合负氧离子辅助高温燃烧(600~800℃)和化学分析手段,揭示了硅碳赋存形态与燃烧参数的定量关系。结果表明:负氧离子燃烧使SiO2提取率提升至32.1%(较常规燃烧提高12.7%),碳保留率稳定在16.0%;灰分中形成多孔α-方石英结构,比表面积达45m²/g,显著增强土壤改良性能。盆栽试验证实,添加10%稻壳灰可使水稻生物量增加23.5%。本研究为农业废弃物高值化利用提供了理论依据和技术路径。 展开更多
关键词 稻壳废弃物 负氧离子燃烧 协同 土壤改良 资源化利用
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基于介观尺度电化学模型的硅碳负极倍率性能仿真分析
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作者 石永博 张睿 +1 位作者 李乐 丁飞 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1660-1670,共11页
构建了一种基于介观尺度的硅碳负极电化学模型,以探讨不同压实工艺及孔隙率对锂离子电池电极性能的影响。通过纳米级计算机断层扫描(nano-CT)获取未压实与压实硅碳负极的微观结构,并构建相应的三维模型,实现电化学仿真。结果表明,压实... 构建了一种基于介观尺度的硅碳负极电化学模型,以探讨不同压实工艺及孔隙率对锂离子电池电极性能的影响。通过纳米级计算机断层扫描(nano-CT)获取未压实与压实硅碳负极的微观结构,并构建相应的三维模型,实现电化学仿真。结果表明,压实电极具有更高的材料致密度,但孔隙率降低限制了离子传输,导致在高倍率放电条件下(1 C),压实电极的锂离子浓度分布更不均匀,容量衰减更显著。此外,通过体素膨胀方法研究了孔隙率对电池性能的影响,发现当孔隙率降低至0.30时,液相锂离子传输受限,电池容量衰减加剧。研究结果揭示了硅碳负极在高倍率放电时的微观结构对电池性能的影响机制,为优化电极设计和制造工艺提供了理论支持。 展开更多
关键词 锂离子电池 介观尺度模型 电化学特性 负极
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N/P比对铁锂/硅碳体系全电池性能的影响
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作者 郭旺中 于宝军 陈超 《电源技术》 北大核心 2025年第4期715-719,共5页
硅负极因有着极高的比容量而受到广泛关注,在负极中少量添加即可显著提升负极比容量,但是其巨大的体积膨胀会制约其循环寿命。在全电池中,可以通过改变N/P比来调节负极利用率,控制硅负极的嵌锂深度,从而改变电池比能量和循环性能。制作... 硅负极因有着极高的比容量而受到广泛关注,在负极中少量添加即可显著提升负极比容量,但是其巨大的体积膨胀会制约其循环寿命。在全电池中,可以通过改变N/P比来调节负极利用率,控制硅负极的嵌锂深度,从而改变电池比能量和循环性能。制作了1.09、1.06和1.03三种N/P比的聚合物软包电池,测试结果表明随着N/P比的降低,负极中硅总量减少,电池质量减轻,使电池的首次效率和比能量升高,但是在长循环测试时,硅负极嵌脱锂深度进行,体积膨胀加剧,最终导致循环寿命缩短。因此,在磷酸铁锂体系中引入硅负极,并设计合适的N/P比,有望以牺牲循环寿命为代价提升铁锂体系比能量至200 Wh/kg。 展开更多
关键词 N/P比 磷酸铁锂 能量密度 循环寿命
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新型硅碳负极材料在轨道交通车辆软包电池中的性能分析及应用展望
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作者 石磊 高阳 +4 位作者 王健 向蔚然 金圣杰 韩铎 王斯琦 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期106-111,共6页
[目的]含硅元素的负极材料在城市轨道交通车辆软包电池中的大规模应用面临诸多挑战,其主要问题是因硅元素体积膨胀导致其电性能失效。为解决此问题,需要对新型硅碳负极材料在软包电池中的性能进行更为深入的研究。[方法]对比了含普通硅... [目的]含硅元素的负极材料在城市轨道交通车辆软包电池中的大规模应用面临诸多挑战,其主要问题是因硅元素体积膨胀导致其电性能失效。为解决此问题,需要对新型硅碳负极材料在软包电池中的性能进行更为深入的研究。[方法]对比了含普通硅碳材料的Ah级软包电池(以下简称“N1电池”)、具有镶嵌型结构硅碳材料的Ah级软包电池(以下简称“N2电池”)的循环衰减特性。对这2种电池进行循环性能测试。拆解循环后的电池,对电池的负极材料进行测试,并分析了测试结果,以期从全电池层面验证硅负极结构的优化效果。[结果及结论]N1电池失效原因主要为负极中硅元素体积膨胀过大,引起活性物质脱落和电极断裂等问题,进而导致电池失去电接触。N2电池因纳米级别的硅均匀分散在碳基材料中并被碳元素包裹,在电池循环过程中,硅元素体积膨胀得到了很好的限制,使负极在整个电池循环过程中保持了结构完整性。N2电池的循环性能较N1电池更优。富锂-硅碳体系电池中镶嵌型结构硅碳材料具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 轨道交通车辆 软包电池 复合材料 电性能失效
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硅基碳点/PVA复合材料中光热效应对形状记忆性能增强机制研究
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作者 任卫杰 刘子江 +2 位作者 王庆凯 徐文军 秦振兴 《发光学报》 北大核心 2025年第8期1517-1525,共9页
形状记忆材料作为一类能够在外界刺激下恢复至初始状态的智能材料,在柔性电子、智能包装和生物医学等新兴领域展现出极大潜力。然而,传统聚乙烯醇(PVA)材料在水中形状恢复效率受到极大限制。本文报道了一种基于PVA/碳点复合体系的新型... 形状记忆材料作为一类能够在外界刺激下恢复至初始状态的智能材料,在柔性电子、智能包装和生物医学等新兴领域展现出极大潜力。然而,传统聚乙烯醇(PVA)材料在水中形状恢复效率受到极大限制。本文报道了一种基于PVA/碳点复合体系的新型光响应形状记忆材料。将碳点与PVA复合,在水介质中展现出相较于纯PVA更优异的形状恢复性能。研究表明,碳点与PVA之间形成的氢键是提升形状记忆效应的重要因素,而碳点中硅元素的引入使得复合材料的形状恢复速度显著提升,相较于纯PVA提升了3倍左右。这源于碳点的硅元素掺杂显著增强了该复合材料的光热转换效率,在光照条件下能将更多太阳光光能转化为热能,从而加速分子链段运动而实现快速形变恢复。基于该材料优异的可控形变性能及水响应特性,本研究为开发高效光-热-水多重响应型智能材料提供了新思路。 展开更多
关键词 形状记忆材料 掺杂 氢键 光热转换
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预锂硅氧碳负极制备与锂电性能测试实验设计
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作者 韩俊伟 杨斐 +1 位作者 徐倩 孔德斌 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期86-91,共6页
该文设计了预锂硅氧碳负极制备和锂电性能测试研究型综合实验。实验通过混合热处理的固相预锂化方法制备预锂硅氧碳材料,并首次在固态体系中对其进行了一系列表征和电化学性能测试。实验内容涉及材料制备与表征、电极制备与电池组装、... 该文设计了预锂硅氧碳负极制备和锂电性能测试研究型综合实验。实验通过混合热处理的固相预锂化方法制备预锂硅氧碳材料,并首次在固态体系中对其进行了一系列表征和电化学性能测试。实验内容涉及材料制备与表征、电极制备与电池组装、性能测试与结果分析。该实验的设计和实践有助于激发学生的创新精神和研究兴趣,深化理论理解,掌握基本的锂离子电池制作流程和测试方法,培养利用理论知识进行科学研究和解决实际问题的能力。 展开更多
关键词 实验设计 预锂化 锂离子电池
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新型硅氧碳氮负极材料合成及可控化学预锂化 被引量:1
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作者 赵欣悦 胡金龙 +4 位作者 燕禾 段先健 吴春蕾 王跃林 张灵志 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期664-670,共7页
以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与戊二醛(GA)为原料,通过水解和醛胺缩合反应生成前驱体,再高温热解制备碳氮氧化硅(SiOCN)负极材料。采用联苯锂(Li-BP)为锂化剂,2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)为还原溶剂的化学预锂化方法提高SiOCN负极极片的... 以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与戊二醛(GA)为原料,通过水解和醛胺缩合反应生成前驱体,再高温热解制备碳氮氧化硅(SiOCN)负极材料。采用联苯锂(Li-BP)为锂化剂,2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)为还原溶剂的化学预锂化方法提高SiOCN负极极片的首次库仑效率。通过调控锂化试剂的反应时间很容易控制极片的预锂化程度。化学预锂化在电极表面优先形成固体电解质界面膜,在1mol/L锂化试剂浸渍30s,SiOCN/Li半电池首次库仑效率由73.6%提高到90.4%,循环稳定性与原始极片相当,1 A/g电流密度下的充电比容量为604 mA·h/g,195圈充放电循环容量保持率为98.5%。与NCM811正极匹配全电池,电池的首次效率从46.3%提高到78.6%。预锂化处理的SiOCN负极材料具有高首次库仑效率、高容量和长循环稳定性,在高能量密度锂电池中具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 锂离子电池 联苯锂 预锂化
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由聚钛碳硅烷制备高结晶近化学计量比SiC(Ti)纤维 被引量:1
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作者 苟燕子 康伟峰 张庆雨 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1377-1383,共7页
SiC纤维具有高强度、耐高温、抗氧化等优良性能,可应用于航空航天及高技术装备等重要领域。然而,当前国产含钛SiC纤维的制备温度较低,纤维中仍富含多余的杂质氧和游离碳,这严重影响了其耐高温性能。本工作以低软化点聚碳硅烷(LPCS)和钛... SiC纤维具有高强度、耐高温、抗氧化等优良性能,可应用于航空航天及高技术装备等重要领域。然而,当前国产含钛SiC纤维的制备温度较低,纤维中仍富含多余的杂质氧和游离碳,这严重影响了其耐高温性能。本工作以低软化点聚碳硅烷(LPCS)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)_(4))为原料合成了聚钛碳硅烷(PTCS)先驱体,所得PTCS的钛质量分数为0.36%~1.81%。然后经过PTCS熔融纺丝、空气不熔化、热解无机化和高温烧结,制备了高结晶近化学计量比的SiC(Ti)纤维,该纤维的C、O元素的质量分数分别为30.45%和<1.0%,C/Si比约为1.05,β-SiC晶粒尺寸为100~200 nm。纤维中的Ti元素主要以TiC相的形式存在,从而有助于纤维的高温烧结致密化。SiC(Ti)纤维表面光滑致密,纤维芯部呈现明显的穿晶断裂特征,平均单丝拉伸强度为2.04GPa,杨氏模量为308GPa。本研究为研制高性能连续SiC纤维提供了重要的参考价值。 展开更多
关键词 聚钛 熔融纺丝 SIC纤维 先驱体陶瓷 高温烧结
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硅藻土衍生硅碳负极材料的制备及其储锂性能研究
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作者 张利锋 王凯 +2 位作者 王晓飞 刘毅 郭守武 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第5期119-125,共7页
本文以管状和盘状两种天然硅藻土作为初始原料,制备了一系列硅藻土衍生硅碳负极材料,并采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试手段系统表征了所制备样品的晶... 本文以管状和盘状两种天然硅藻土作为初始原料,制备了一系列硅藻土衍生硅碳负极材料,并采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试手段系统表征了所制备样品的晶体结构、微观形貌及化学组成.将制备的硅藻土衍生硅碳负极材料作为活性物质组装为锂离子电池,对比了管状和盘状两种形貌对其储锂性能的影响,并详细考察了沥青衍生碳包覆层的加入量对硅碳负极材料比容量及循环稳定性的影响.测试结果表明,样品管DE-1∶3和管DE-1∶6在0.2 A g^(-1)较低电流密度下均具有较好的容量保持率,循环500次之后比容量分别可保持443 mAh g^(-1)和414 mAh g^(-1),而样品管DE-1∶6则在0.5 A g^(-1)较大电流密度下具有更好的结构稳定性. 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 藻土 比容量
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硅氧碳氮新型硅负极材料的制备及其电化学性能
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作者 钟琪 余德馨 +2 位作者 赵欣悦 傅儒生 张灵志 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第5期542-547,共6页
以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与甲醛为原料通过烷氧基水解和席夫碱反应生成前驱体,高温热解制备硅氧碳氮(SiOCN)复合负极材料。比较研究了商用的电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)和自制的有机氟硅电解液添加剂(MFSM2)在SiOCN电池中的... 以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与甲醛为原料通过烷氧基水解和席夫碱反应生成前驱体,高温热解制备硅氧碳氮(SiOCN)复合负极材料。比较研究了商用的电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)和自制的有机氟硅电解液添加剂(MFSM2)在SiOCN电池中的电化学性能。与使用基础电解液相比,在使用MFSM2和FEC后电池可逆容量从614.6 m A·h/g分别提高至899.9 m A·h/g和886.9 m A·h/g,库仑效率从58.3%分别提高至62.2%和62.8%。循环伏安、电化学阻抗谱、扫描电子显微镜等分析结果表明,加入添加剂后在SiOCN电极表面反应形成稳定均匀致密的固体电解质界面膜,减小了界面阻抗,提高了离子传输速率,从而提高了SiOCN电池的电化学性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 电解液添加剂
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硅碳负极的失效机理与FEC的改善作用 被引量:1
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作者 王海 李素丽 +5 位作者 郭若愚 黄玲玲 黄浩南 陈帅 许梦清 李伟善 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期18-24,共7页
采用含和不含氟代碳酸乙烯酯(FEC)的电解液,研究了一种硅碳材料作为锂离子电池负极的充放电行为,对充放电循环前后的硅碳电极进行了组成和形貌的谱学表征,并通过计算比较了电解液主要成分的还原活性。结果表明:不含FEC的电解液,硅碳负... 采用含和不含氟代碳酸乙烯酯(FEC)的电解液,研究了一种硅碳材料作为锂离子电池负极的充放电行为,对充放电循环前后的硅碳电极进行了组成和形貌的谱学表征,并通过计算比较了电解液主要成分的还原活性。结果表明:不含FEC的电解液,硅碳负极首次充放电库伦效率低、容量衰减快,这是因为硅碳表面不能形成稳定的SEI,嵌锂后体积膨胀使SEI开裂,电解液持续分解。相反,含FEC的电解液,因FEC比电解液其他组分更容易在硅碳负极上还原,生成含氟的聚合物,形成稳定的SEI,抑制电解液还原分解,并缓冲硅碳负极的体积膨胀,从而显著提高库伦效率和循环稳定性。添加5%的FEC,硅碳负极首次充放电库伦效率从83%提高到86%;添加10%的FEC,0.2 C充放电循环50次后,硅碳负极的容量保持率从28%提高到75%。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极 失效 氟代酸乙烯酯
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固定床法制备锂离子电池硅碳负极材料及其储锂性能研究 被引量:1
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作者 吴德威 汪郑鹏 +6 位作者 周玥 李晓宁 陈招 李卓 刘成伟 李学刚 肖文德 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期300-308,共9页
以导电炭黑为碳基底,以SiH_(4)为硅源前体,采用固定床CVD反应器制备锂离子电池硅碳复合负极材料。分别考察了SiH_(4)单独沉积及其与C_(2)H_(4)共沉积两种方案,并研究了以C_(2)H_(4)为碳源碳包覆对样品储锂性能的影响。实验结果表明,SiH_... 以导电炭黑为碳基底,以SiH_(4)为硅源前体,采用固定床CVD反应器制备锂离子电池硅碳复合负极材料。分别考察了SiH_(4)单独沉积及其与C_(2)H_(4)共沉积两种方案,并研究了以C_(2)H_(4)为碳源碳包覆对样品储锂性能的影响。实验结果表明,SiH_(4)单独沉积会形成尺寸较小的Si纳米颗粒,且随沉积温度提高,Si的负载量降低。SiH_(4)和C_(2)H_(4)共沉积过程会形成C@SiC复合结构,且随C_(2)H_(4)比例增加,单质硅的结晶度和晶粒尺寸降低。在硅碳共沉积和碳包覆条件下,则会形成Si、SiC和C三种晶体共存复合结构,有助于提高样品材料的循环性能,但比容量明显下降。 展开更多
关键词 固定床 气相沉积法 锂离子电池 负极 复合材料 电化学
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磷掺杂硅碳负极材料的制备及性能研究 被引量:5
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作者 周玉 侯晓川 +1 位作者 王志杰 刘云建 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第2期131-134,140,共5页
以微米硅粉为基体,通过固相热扩散法与高温热解法制备了磷掺杂的硅碳复合材料(Si-P@C),并用于锂离子电池负极材料。结果表明:Si-P@C负极材料在电流密度0.2 A/g下的首次放电比容量达2 164 mAh/g;与纯硅相比,循环性能得到较大改善,在电流... 以微米硅粉为基体,通过固相热扩散法与高温热解法制备了磷掺杂的硅碳复合材料(Si-P@C),并用于锂离子电池负极材料。结果表明:Si-P@C负极材料在电流密度0.2 A/g下的首次放电比容量达2 164 mAh/g;与纯硅相比,循环性能得到较大改善,在电流密度0.5 A/g下循环50次后可逆比容量仍有1 176 mAh/g,容量保持率73.5%。磷掺杂和碳包覆可有效地提高硅负极的电子转移能力和反应动力学。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 负极 磷掺杂 包覆
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